Solarzellen im Druckverfahren

Druck

Die Zukunft der Solartechnik liegt in der organischen Solarzelle. Mit dem Roll-to-Roll-Verfahren (R2R) könnten die Solarzellen in großen Mengen wie Zeitungspapier gedruckt werden.

Vor mehr als zehn Jahren wurde erstmals die Idee der gedruckten Solarzelle ausführlich diskutiert. Bei diesem Verfahren werden Polymer- und Nanomaterialien als Drucktinten so auf die Druckfläche strukturiert, dass elektronische Bauteile entstehen. Mittels des R2R Verfahrens könnten Solarflächen in großen Mengen produziert werden. Die Drucktechnik funktioniert bereits, allerdings ist die Wirksamkeit der Solarzellen gering. Die derzeitige Effizienz der organischen Halbleiter liegt bei zirka fünf Prozent. Für die kommerzielle Nutzung ist ein höherer Wirkungsgrad von Nöten. Der durchschnittliche Wirkungsgrad von Siliziummodulen liegt momentan bei 20 Prozent.

Für eine Verbesserung der Solartechnik wurde das europäische Projekt Treasores ins Leben gerufen. Unterstützt wird es mit einer EU-Förderung von 14 Millionen Euro. Das vorrangige Ziel besteht darin, die Effizienz der Zellen zu erhöhen. An dem Projekt beteiligt sind 14 internationale Partner, unter anderem auch vier Fraunhofer-Institute. Als ersten Erfolg konnte eine Wirkungsgradverbesserung auf sieben Prozent verzeichnet werden, was einen Effizienz-Rekord bedeutet. Das Team vom Projekt Treasores forscht außerdem an biegsame Elektroden aus Textilien, Nanodrähten und Kohlenstoffnanoröhrchen.

Vorteile der Drucktechnik

Die Effizienz der gedruckten Solarzellen ist zwar gering, aber das Verfahren weist schon jetzt bedeutende Vorteile auf. Die gedruckte Solarfläche ist dünn, leicht und biegsam. Sogar transparente Solarzellen sind druckbar. Die besondere Struktur ermöglicht den Einsatz von Solarzellen in Bereichen, in denen die Solartechnik bisher an ihre Grenzen stieß. Fenster oder ganze Fassaden zu bekleben ist mit den dünnen Solarzellen möglich. Auf den Modulen können auch weitere Funktionen integriert werden wie eine Schaltung zur Auf- und Entladung.

Die Herstellung der gedruckten Solarzellen ist unabhängig von der teuren Vakuumtechnik und damit verhältnismäßig kostengünstig. Für die Produktion wird zudem ein geringerer Materialeinsatz benötigt, was die Preisentwicklung ebenso begünstigt. Zudem ist das Verfahren viel umweltschonender. Seltene Erden wie Indium werden für die Fertigung nicht mehr benötigt. Die Massenfertigung von Solarzellen mittels des Druckverfahrens ist damit nachhaltiger als die derzeitige Herstellungsweise.

12.05.2015 10:15 |
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