Folien mit organischen Solarzellen könnten in ein paar Jahren die klassischen Photovoltaikmodule mit Siliziumzellen ablösen. Solartechnik ließe sich dann künftig schon beim Bau fast unsichtbar in Gebäude integrieren. Erst Produkte sind schon auf dem Markt.
Steffen Guthardt
Wer sich um die Energiewende in den eigenen vier Wänden kümmert, verrät häufig schon ein Blick aufs Hausdach. Viele Hausbesitzer haben in den vergangenen Jahren die Fördermittel für Photovoltaik genutzt und gewinnen einen Teil ihrer benötigten Energie aus Sonnenlicht.
Die klassischen Solarmodule bestehen in der Regel im Wesentlichen aus einem Sicherheitsglas, einer transparenten Kunststoffschicht, Siliziumzellen und einem Aluminium-Profilrahmen.
Solarfolien noch nicht ausgereift
Eine neue Generation der Solartechnik setzt auf einen grundlegend anderen Aufbau. Folien mit organischen Solarzellen sollen leicht, flexibel einsetzbar und in der Herstellung günstiger als Siliziummodule sein. Künftig könnten bei einem Neubau oder einer Sanierung die Solarzellen direkt in Wände und andere Außenflächen des Hauses integriert werden.
Es wäre auch machbar, sie in unterschiedlichen Farbtönen zu produzieren, um sie an verschiedene Designkonzepte anzupassen. Sogar transparente Zellen für Fensterflächen wären möglich, so dass künftig gar nicht mehr erkennbar wäre, ob in einem Haus Solarstrom genutzt wird oder nicht. Doch noch ist es nicht so weit. In verschiedenen Laboren weltweit wird derzeit noch an der Marktreife der organischen Solarzellen getüftelt. Bislang mangelt es ihnen vor allem noch an der Witterungsbeständigkeit und einer ausreichenden Lebensdauer. Auch an der Energieeffizienz müssen die Forscher noch arbeiten, damit ähnliche Wirkungsgrade wie bei den Siliziumzellen erreicht werden.
Lebenszyklus von 25 Jahren
Mehrere Fraunhofer-Institute beteiligen sich an dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt „Flex 25“. Sie wollen die organischen Solarzellen für den Außeneinsatz marktfähig machen. Dafür greifen sie auf Herstellungsverfahren zurück, mit denen bereits flexible Elektronikprodukte wie organische Leuchtdioden (OLEDs) oder Displays effektiv vor Wasserdampf und Sauerstoff geschützt werden können. Ihr Ziel ist es, die Solarfolien 25 Jahre haltbar zu machen. Ein Solarmodul, das komplett auf Glas verzichten könnte, würde etwa 40 Prozent weniger wiegen.
John Fahlteich, Experte für Hochbarriereschichten am Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik in Dresden, sieht einen großen Vorteil der neuen Technik in der Nutzung des Sonnenlichts. „Im Gegensatz zu den Siliziumzellen, brauchen die organischen Solarzellen keine direkte Sonneneinstrahlung und sind besonders bei Bewölkung und dem Einfall von Streulicht produktiv.“ Deshalb eignen sich die Zellen auch für Außenflächen eines Hauses, die nicht in vollem Sonnenlicht stehen. Fahlteich geht aber davon aus, dass es noch einige Jahre dauern wird, bis die Technik so witterungsbeständig ist, dass es sinnvoll ist, sie in Außenflächen von Gebäuden einbauen zu lassen.
Massenproduktion mit Druckern möglich
Auch Konstantinos Fostiropoulos, Leiter der Arbeitsgruppe Organische Solarzellen am Helmholz-Zentrum Berlin, weist darauf hin, dass die Forschung mit der neuen Technologie erst rund zehn Jahre läuft. Die Forschung mit dem Einsatz von Siliziumzellen für Solarmodule habe hier einen klaren Entwicklungsvorsprung. Langfristig kann sich Fostiropoulos aber vorstellen, dass die Solarfolien mit Druckern in Serie produziert werden.
Einzelne Gebrauchsgegenstände gibt es schon, die mit der neuen Solartechnik arbeiten. Der Solarhersteller Konarka integrierte die organischen Solarzellen bereits in Sonnenschirme und Taschen. Und der Solarproduzent Heliatek hat kürzlich eine Forschungs- und Entwicklungskooperation mit dem weltgrößten Hersteller von Flachglas getroffen, um Folien mit organischen Solarzellen in Bauglas zu integrieren.
Es scheint also nur eine Frage der Zeit, bis die neue Generation der Solarfolien die klassischen Siliziummodule ablöst.