Chinesische Forscher kreieren Farb-Solarzellen

Energie-Ausbeute laut Experten hoch - Stromerzeugende Fassaden werden optisch attraktiver

Leistungsstarke bunte Solarzellen (Foto: Adapted from ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.2c05840)

Washington/Schanghai (pte003/17.08.2022/06:10) - Forscher der Shanghai Jiao Tong University http://en.sjtu.edu.cn haben zusammen mit anderen chinesischen Hochschulen farbige Solarzellen entwickelt, ohne dabei den Wirkungsgrad stark zu reduzieren. Dies könnte Architekten und Bauherren dazu animieren, die umweltfreundlichen Stromerzeuger in Fassaden zu integrieren. Die Experten haben die Solarzellen mit einer hauchdünnen Schicht photonischen Glases besprüht. Details sind in "ACS Nano nachzulesen, einer Fachzeitschrift der American Chemical Society.

Wirkungsgrad sinkt nur leicht

Die mikroskopisch kleinen Zinksulfidkugeln zeigen eine verblüffende Wirkung. Je nach ihrer Größe scheinen die Solarzellen Blau-, Grün- oder Lilatöne anzunehmen. Es ist sogar möglich, farbige Muster auf den Zellen zu erzeugen, indem das photonische Glas durch eine Maske gesprüht wird, die Teile der Zelle abdeckt.

Da das meiste Sonnenlicht dennoch in den Solarzellen landet, ist die Einbuße beim Wirkungsgrad zu verkraften. Er sinkt von 22,6 auf 21,5 Prozent. Tests zeigen, dass Solarmodule, die mit diesem photonischen Glas beschichtet sind, ihre Farbe und Leistung während der Standard-Lebensdauertests beibehalten. Zudem ist das Verfahren skalierbar. Die Forscher arbeiten jetzt daran, leuchtendere Farben zu erzeugen und die Palette auszuweiten.

Keine der üblichen Nachteile

Bisher haben die Forscher versucht, farbige Solarzellen durch Beschichtung mit Pigmenten herzustellen. Das setzte sich nicht durch, weil der Wirkungsgrad massiv abfiel. Eine Alternative besteht darin, strukturelle Farbquellen zu verwenden, die mikroskopisch kleine Formen nutzen, um nur einen sehr schmalen, selektiven Lichtabschnitt zu reflektieren, wie die Schuppen auf Schmetterlingsflügeln. Frühere Technologien, die versuchten, Strukturfarben zu integrieren, gaben den Paneelen jedoch ein unerwünschtes Schillern oder waren zu teuer. Das photonische Glas hat keinen dieser Nachteile.

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