Transparente Solarzellen für den Durchblick

MSU-Doktorandin hält ein TLSC-Modul hoch

Ein Team von Wissenschaftlern der Michigan State University (MSU) stellt eine neue Art von Solarzellen her, die komplett durchsichtig sind. Auf Fenstern aufgebracht ermöglichen sie einen uneingeschränkten Blick nach draußen. Der „Transparent Luminescent Solar Concentrator“ (TLSC) kann für Gebäude, Smartphones und andere Geräten mit einer glatten Oberflächen verwendet werden. Das Zauberwort dabei lautet Transparenz, wie Richard Lunt von der MSU stolz erklärt.

Schon zuvor gab es Versuche, Energie aus Sonnenlicht mit Hilfe von lichtdurchlässigen, plastikähnlichen Materialien zu gewinnen. Mit bislang eher mäßigem Erfolg – die Energieausbeute erwies sich als ineffizient und die Materialien hatten meist eine zu dunkle Färbung. „Wer will schon hinter getönten Fenstern sitzen“, meint Lunt, Assistenzprofessor für chemische Verfahrenstechnik und Materialwissenschaft. „Man sitzt dann in einer sehr farbenfrohen Umgebung, als würde man in der Disko arbeiten. Unser Ansatz ist ein anderer. Wir machen die leuchtaktive Schicht selbst transparent.“

Das solare Energiegewinnungssystem, das die Wissenschaftler entwickelt haben, nutzt sehr kleine organische Moleküle. Diese absorbieren die für den Menschen unsichtbaren Wellenlängen des Sonnenlichts. „Wir können die Materialien so tunen, dass sie nur das UV-Licht und das nahe Infrarot herausfiltern.“ Das wird dann umgeleitet zu sehr feinen Streifen mit Photovoltaik-Zellen und in elektrische Energie umgewandelt. „Weil die Materialien kein sichtbares Licht absorbieren oder emittieren, erscheinen sie vollkommen durchsichtig für das menschliche Auge“, so Lunt.

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Einer der Vorteile der neuen Erfindung ist ihre Flexibilität. Die Technologie befindet sich zwar noch im Entwicklungsstadium, hat aber durchaus das Potenzial für kommerzielle oder industrielle Anwendungen zu erschwinglichen Kosten. Die transparenten Solarzellen bieten interessante Einsatzmöglichkeiten. Sie können beispielsweise an Gebäuden in großen Fensterfronten eingesetzt werden oder für mobile Geräte mit hohen ästhetischen Qualitätsansprüchen wie Smartphones oder E-Reader. „Unsere Vision ist es, Solarzellen herzustellen, von denen man gar nicht weiß, dass sie da sind“, so Lunt. Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg. Größte Schwäche ist wie immer die Effizienz der Zellen. Derzeit liegt die Umwandlungsrate bei knapp einem Prozent. Nach weiteren Optimierungen will man auf bis zu fünf Prozent kommen. Die besten LSCs – mit Tönung – erreichen bisher eine Effizienz von etwa sieben Prozent.

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