Textile Solarzellen

Solarzellen auf Dächern sowie Solarparks sind bereits weit verbreitet. Viele Flächen, wie Hauswände oder auch LKW-Planen, bleiben jedoch mit Blick auf die Gewinnung von Solarenergie noch ungenutzt.

Am Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS hat ein Forschungsteam biegsame Solarzellen entwickelt, welche anstelle von Glas oder Silizium Textilien als Substrat verwenden. Dabei müssen die Textilien verschiedene Vorgaben erfüllen, wie eine hohe Temperaturbeständigkeit während der Beschichtung, ausreichende Stabilität im Gebrauch sowie eine hohe Wirtschaftlichkeit. Das Team des Fraunhofer IKTS verwendet demnach ein Glasfasergewebe, welches den verschiedenen Anforderungen gerecht wird.

Bei der Herstellung der Solarzellen werden verschiedene Schichten auf das Gewebe aufgebracht. Die Solarzelle besteht aus der Grundelektrode, der photovoltaisch wirksamen Schicht und der Deckelektrode. Da diese Schichten nur wenige Mikrometer dünn sind, während das Fasergewebe eine sehr raue Oberfläche aufweist, müssen die Textilien zunächst mittels Transferdruck eingeebnet werden. Da dies ein Standardverfahren der Textilbranche ist, lässt sich dieser Produktionsschritt leicht in bestehende Fertigungslinien integrieren. Auch für die weiteren Prozesse werden gängige Verfahren der Branche verwendet. Die Aufbringung der Elektroden aus elektrisch leitfähigem Polymer und der photovoltaisch wirksamen Schicht erfolgt über das Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Abschließend wird zur Erhöhung der Robustheit der Solarzellen eine Schutzschicht auflaminiert.

Die Effizienz der textilen Solarzellen liegt derzeit bei 0,1 bis 0,3 Prozent, soll jedoch auf bis zu fünf Prozent gesteigert werden. Siliziumzellen hingegen weisen Effizienzwerte von bis zu 20 Prozent auf. Anstatt mit den herkömmlichen Solarmodulen zu konkurrieren, sollen die textilen Solarzellen diese ergänzen und Flächen zur Energiegewinnung bereitstellen, welche bisher ungenutzt bleiben. Ziel ist es, die textile Solarzelle in fünf Jahren auf den Markt zu bringen.