Durchsichtige Solarzellen: Fenster erzeugen Strom

Ein Team von Wissenschaftlern hat durchsichtige Solarpanele entwickelt. Diese können auf Fenstern und sogar Smartphones angebracht werden. So erzeugen sie Strom, ohne den Nutzer zu beeinträchtigen.

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Unter dem Titel „Transparent Luminescent Solar Concentrator“ läuft das Projekt an der Hochschule der Michigan State University. Vorteil: So könnten vor allem Gebäude mit jedem Fenster Energie erzeugen. Die Zeiten der umständlichen Konstruktionen auf dem Dach sind damit offenbar vorbei.

Außerdem können alle technischen Geräte mit einer klaren Oberfläche diese Innovation nutzen. Natürlich werden insbesondere Smartphones davon profitieren. Aber auch bei Laptops und dergleichen macht die Anwendung Sinn.

Der Schlüssel zum Erfolg ist die Transparenz. Zwar ist die Idee nicht neu, mit durchsichtigem und Plastik-ähnlichem Material Solarzellen zu verbauen, aber bisher gab es noch keine nennenswerten Resultate. Das lag hauptsächlich daran, dass die Produkte ineffizient waren. Vor allem die gewonnene Energie war nicht der Rede wert. Dazu kommt noch, dass das Material stark eingefärbt war.

Nutzer konnten zwar damit noch durch ihre Fenster schauen – ein gewisses Maß an Transparenz ist dabei geblieben. Doch Buntglas wird nicht umsonst im Container gesammelt. Es kam einfach schlecht bei den Konsumenten an. Insofern konnte sich das Konzept bisher noch nicht durchsetzen.

Das soll sich jetzt ändern. Richard Lunt ist Professor an der Michigan State University. Er entwickelte gemeinsam mit seinem Team kleine organische Moleküle, die das Sonnenlicht einfangen sollen. Dabei geht es speziell um unsichtbare Wellenlängen des Lichts.

Lunt erklärt das Prinzip: „Wir können das Material so einstellen, dass es nur ultraviolette Wellenlängen einsammelt. Die fast infraroten Wellenlängen glühen dann in einer anderen Frequenz.“ Dieses glühende infrarote Licht wird dann an den Rand der Plastikfolie geleitet. Dort warten dünne Streifen von photovoltaischen Zellen, die das Glühen in Elektrizität umwandeln.

Den Trick, warum auf die speziellen Wellenlängen zurückgegriffen wurde, verrät Lunt auch: „Weil das Material nur den unsichtbaren Teil des Lichts Licht absorbiert oder abstrahlt, wirkt das besonders transparent für das menschliche Auge.“ Die speziellen organischen Moleküle sind also nicht komplett durchsichtig – allerdings für die Augen der Nutzer schon.

Ein weiterer Vorteil von der Erfindung ist das extrem flexible Material. Das hat wiederum zur Folge, dass die Sonnenkonzentratoren relativ günstig hergestellt werden können. Obwohl sich die Entwicklung noch in der Anfangsphase befindet, steht zukünftig einer industriellen Produktion nichts im Weg.

Wie nützlich diese Umsetzung ist, verdeutlicht Lunt noch einmal: „Wir bieten damit neue Möglichkeiten, um Solarenergie ohne Einschränkung bereitzustellen. Die Idee kann auf großen Gebäuden mit vielen Fenstern genutzt werden oder auf jeder Art von tragbaren Geräten, die einen hohen Anspruch an Ästhetik haben, wie ein Telefon oder E-Reader.“ Damit schlägt Lunt natürlich genau in die richtige Kerbe. Viele Smartphone-Besitzer klagen über kurze Akkulaufzeiten und hohen Stromverbrauch.

„Letztendlich wollen wir Oberflächen machen, die Solarenergie auffangen, von denen man nicht einmal ahnt, was dort geschieht.“ Das hat dabei nichts mit Geheimhaltung zu tun. Es geht vielmehr um die Vorzüge dieser Technik. Wenn diese durchsichtige und scheinbar unsichtbare Art der Stromerzeugung so funktioniert wie geplant, hat das einen gewaltigen Nutzen für die späteren Kunden.

Wer alle seine Fenster zu Hause mit dieser Funktion ausstattet, hat keine störende Optik und kann einen Teil der Stromkosten einsparen. Dasselbe gilt selbstverständlich auch für Nutzer von Smartphones. Wer mit seinem Gerät tagsüber unterwegs ist, könnte idealerweise sogar sein Handy aufladen, während er es benutzt. Fraglich ist allerdings, wie sehr andere Bauteile leiden, wenn das Hightechgerät in die Sonne gelegt wird, um den Akku mit Strom zu versorgen.

Wenn die Sonnenkonzentratoren später in der Lage sind, selbst im Halbschatten die nötige Energie an den Akku zu schicken, kann das sicher für reißenden Absatz sorgen. Aber selbst wenn sich dabei noch ein paar Hindernisse ergeben – allein die Verwendung an Fenstern ist ein sensationeller Schritt. Die weitere Entwicklung werden die Ingenieure von Solarautos sicher auch ganz genau beobachten.

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