Im Angesicht des stetig ansteigenden Energiehungers infolge der flächendeckend fortschreitenden Technisierung der Welt wächst der Bedarf an grüner Energie. Als besonders vielversprechend gilt diesbezüglich die Photovoltaik, deren Wirkungsgrad sich in den vergangenen Jahren deutlich verbessern konnte. Nun gelang Wissenschaftlern der Michigan State University ein weiterer Durchbruch, indem sie eine revolutionäre Technologie entwickelten, mit der es möglich ist, völlig transparente Solarkollektoren herzustellen, die sich darüber hinaus beliebig skalieren lassen.
Neue Anwendungsbereiche für Solarmodule
Aufgrund ihrer Transparenz ergeben sich unzählige neue Anwendungsbereiche für die innovativen Solarkollektoren, die somit beispielsweise als Fassadenelemente an hohen Gebäuden verbaut werden können, womit diese in der Lage wären, einen großen Teil ihres Energiebedarfs selbst zu decken. Da die nach dem neuen Verfahren hergestellten Photovoltaik-Elemente im Gegensatz zu vergleichbaren Konstruktionen tatsächlich zu 100 Prozent transparent sind, halten die Wissenschaftler der US-Universität auch die Integration in die Displays von Smartphones, Tablets und TV-Bildschirme bereits in naher Zukunft für möglich.
Somit könnten auch diese Geräte bei entsprechenden Lichtverhältnissen einen Teil ihrer Energie selbst erzeugen, sodass sich die Laufzeit von mobilen Endgeräten deutlich erhöhen lässt. Problematisch ist derzeit jedoch der energetische Wirkungsgrad der Solarkollektoren, der derzeit lediglich bei einem Prozent liegt. Glaubt man den Schätzungen des verantwortlichen Projektleiters Richard Lunt, sollte jedoch alsbald auch ein Wirkungsgrad von gut fünf Prozent im Bereich des Möglichen liegen.
Ein Widerspruch in sich
Der Neuentwicklung, die in der Fachwelt unter der Bezeichnung „transparent luminescent solar concentrator“ (TLSC) bekannt ist, liegt eine völlig neue Herangehensweise zugrunde, denn der Bau einer transparenten Solarzelle nach der herkömmlichen Verfahrensweise ist rein wissenschaftlich betrachtet ein Widerspruch in sich. Ursächlich ist das Funktionsprinzip der Photovoltaikzelle, die Photonen als Lichtenergie absorbiert und diese in elektrische Energie umwandelt, was mittels Reflexion geschieht.
Um dieses Hindernis im Rahmen der Produktion eines vollständig durchsichtigen Solarmoduls, dem per Definition die intransparente Reflexionsfläche fehlt, aus dem Weg zu räumen, setzen die Wissenschaftler auf organische Salze. Diese Salze absorbieren die für das menschliche Auge nicht sichtbaren Wellenlängen des Lichts im ultravioletten Bereich, wandeln diese um und leiten sie zu den Rändern des Moduls weiter, wo die Umwandlung in elektrische Energie mithilfe herkömmlicher Solartechnologie erfolgt.
Die Zukunft gehört der TLSC-Technologie
Die Forscher sind zuversichtlich, dass sich die TLSC-Technologie langfristig etablieren kann, da sie sowohl im großindustriellen Bereich als auch im Zuge der Optimierung des Smart Home nutzdienlich eingesetzt werden kann. Lunt geht weiterhin davon aus, dass sich die Barriere für den praktischen Gebrauch der neuartigen Module im Vergleich zu althergebrachten Solarmodulen deutlich herabsenken wird, da sie deutlich unauffälliger in Gebäude integrierbar sind.
