Lass die Sonne rein: Transparente Solarzellen

Die fossilen Brennstoffe gehen zur Neige. Doch auch wenn sie unbegrenzt zur Verfügung stünden, wäre ihre extensive Nutzung vermutlich katastrophal, gehen doch mit dieser auch immense CO2-Emissionen einher, die den Klimawandel beschleunigen. Gleichzeitig gibt es aber immer mehr Menschen, die immer mehr Energie verbrauchen. Ein Umsatteln auf erneuerbare Energien scheint da unausweichlich. Bloß, ist eine regenerative Energieversorgung auch in der Lage, den zunehmenden Durst der wachsenden Weltbevölkerung nach Energie zu stillen? Forscher der Michigan State University bringen uns diesem Ziel nun etwas näher – mit durchsichtigen Photovoltaikmodulen.

Photovoltaikzellen gibt es schon eine ganze Weile. An Gebäuden findet man sie üblicherweise dort, wo sie niemanden stören und am meisten Licht abgreifen: auf den Dächern. Hiervon abgesehen, sind die Einsatzmöglichkeiten großflächiger Solarmodule stark begrenzt. Dies könnte sich jedoch schon bald ändern. Eine Forschungsgruppe an der Michigan State University hat nämlich in den letzten fünf Jahren transparente Solarzellen entwickelt, die sich zum Beispiel auf Fensterscheiben anbringen lassen. Daneben könnten auch etwa Autoscheiben oder Displays von Smartphones und Laptops mit diesen Zellen ausgestattet werden.

Das Geheimnis hinter den neuartigen Solarzellen sind speziell hierfür entwickelte organische Verbindungen, die lediglich UV-Licht und Licht im Nahinfrarotbereich absorbieren. Anschließend wird dieses Licht an den Rand der Zelle geleitet, der aus einem schmalen Streifen mit den eigentlichen Solarzellen besteht. Das restliche für das menschliche Auge sichtbare Lichtspektrum bewegt sich hingegen ungehindert durch das Material, welches somit transparent bleibt.

Richard Lunt, Professor für Chemieingenieurwesen und Materialwissenschaften an der MSU und Leiter der Forschungsgruppe, möchte mit dieser Innovation komplementär zu den üblichen Solaranlagen „Solarstädte“ schaffen. Man denke nur an große Bürogebäude mit Glasfassade. Diese könnten mit der neuen Technologie problemlos die für den eigenen Betrieb benötigte Energie erzeugen. Insgesamt gibt es in den USA laut Lunt zwischen fünf und sieben Milliarden Quadratmeter an Fensterflächen, die potentiell mit transparenten Solarzellen ausgestattet werden könnten. Damit wäre man in der Lage, rund 40 Prozent des Energiebedarfs des Landes zu decken. Zusammen mit den gängigen Solaranlagen wäre damit sogar eine fast hundertprozentige Energieversorgung durch Sonnenenergie denkbar.

An übliche, undurchsichtige Solarzellen, die eine Effizienz zwischen 15 und 18 Prozent aufweisen, kommen die transparenten Energieerzeuger mit ihrerseits fünfprozentiger Effizienz noch nicht ran. Dies soll sich allerdings in Zukunft noch ändern. Schließlich ist die Technologie im Vergleich zur gängigen Photovoltaik, die bereits seit Jahrzehnten erforscht wird, noch recht jung.

Unterdessen arbeiten übrigens Forscher am MIT ebenfalls an transparenten Solarzellen. Diese sollen extrem robust, flexibel und dünn sein, sodass ihr Einsatz nicht nur an Scheiben aller Art, sondern im Prinzip auf jeder Oberfläche denkbar wäre. In jedem Fall überzeugen beide Technologien durch eine hervorragende Integrierbarkeit in vorhandene Strukturen. Dies verleiht ihnen einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen regenerativen Stromerzeugern wie etwa den immer unbeliebter werdenden Windparks. Obendrein sollen die Zellen auch noch günstig in der Herstellung sein. Die Chancen stehen also nicht schlecht, dass transparente Solarzellen noch die Welt verändern.