23 Jun 2015

Papiersolarzelle aus dem Drucker – Sonnenenergie für Jedermann

Vision der nahen Zukunft: Handy-Aufladen an einer Chips-Tüte oder am eigenen T-Shirt

23 Jun 2015

Tragbare Solar-Ladegeräte für Smartphone und Co. gehören inzwischen zur Standardausstattung von Vieltelefonierern und Dauersurfern, die ständig unterwegs sind. Momentan bedeutet das aber, dass man ein weiteres Gerät mit sich herumtragen muss. Dies könnte in naher Zukunft überflüssig werden, wenn die bereits seit mehreren Jahren laufenden technischen Entwicklungen verschiedener Forscherteams zur Herstellung einer Papiersolarzelle ihre Umsetzung in unsere Welt der täglichen Bedarfsgegenstände finden.

OLED, Beispiel

Foto: Wikipedia, Tobias G., publ. dom., CC 3.0

Forschung in OLED und biegsamen Solarzellen kommt voran

Seit Jahren forschen Experten an dünnen und biegsamen Solarmodulen und LEDs (OLED). US-Forscher des Massachussets Insitute of Technology (MIT) präsentierten bereits im Jahr 2011 in der Fachzeitschrift “Advanced Materials” die ersten Papiersolarzellen.

Flexible Solarzelle

Flexible Solarzelle,
Foto: Wikipedia, CSIRO, publ. dom. / CC 3.0

Die Beschichtung ist sehr ähnlich wie die innere Silberbeschichtung einer Chips-Tüte und auch das Verfahren ist vergleichbar: Organische Tinten werden dabei in fünf Schichten (darunter ein lichtaktives Thiophen-Polymer) im Hochvakuum auf das Papier aufgedampft. Das daraus entstehende Solar-Papier lässt sich falten, rollen und knicken – ohne dass die Leistungsfähigkeit dadurch beeinträchtigt wird.

An der TU Chemnitz wurde in den letzten Jahren ebenfalls intensiv an dem Thema gearbeitet. Prof. Dr. Arved Hübler vom Institut für Print- und Medientechnik der TU Chemnitz, der mit seinem Team seit über drei Jahren an der 3PV-Technologie arbeitet, glaubt, dass dieses Verfahren die Solartechnologie grundlegend verändern kann. Seine Vision ist, dass in Zukunft normale Druckereien überall auf der Welt 3PV-Solarmodule produzieren und vermarkten können.

Herbstblätter

Foto: © Dr. M. Brück

Papiersolarzelle – kurzlebig aber kostengünstig

Natürlich ist eine Papiersolarzelle nicht besonders langlebig. Dennoch hat sie gegenüber dem heutigen Stand der Technik einen großen Vorteil: sie ist kostengünstig in der Herstellung und benötiget keine teuren Materialien. In einem nächsten Entwicklungsschritt wollen die Forscher nun versuchen, die Effektivität der Papiersolarzelle so zu steigern, dass sie auch bei einer Lebensdauer von unter einem Jahr noch attraktiv ist – so ähnlich wie auch in der Natur: grüne Blätter haben nur einen moderaten Wirkungsgrad in der Energieumwandlung von vier bis sieben Prozent und eine Lebensdauer von unter einem Jahr. Trotzdem ist dieser Weg offenbar erfolgreich, die Natur beschreitet ihn bereits seit vielen Millionen Jahren.

Ein interessanter Schritt in Richtung der Verbesserung von Solarzellen. Sollte die technische Umsetzung in Verbindung mit den wirtschaftlichen Zielvorgaben im Hinblick auf erreichbaren Wirkungsgrad und Lebensdauer gelingen, wäre dies ein wichtiger Schritt hin zur selbstverständlichen Nutzung von Solarenergie in unserem Alltag und ein weiteres Beispiel dafür, in welchem Ausmaß der 3D-Druck unsere Welt verändern kann.

Für weitere Fragen rund um die Themenbereiche der vier Elemente Wasser, Erde, Feuer und Luft wie Trinkwasserqualität und -hygiene, Prozesswasseraufbereitung, Hygiene und Desinfektion sowie passiven Wärmeschutz von Gebäuden schauen Sie sich gerne die Beiträge auf meiner Web-Site an und nutzen Sie das Kontaktformular der Web-Site für Ihre spezielle Anfrage.

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