KIT entwickelt Solarzellen in Marmor-Optik

Neben den Anschaffungskosten könnte auch mangelnde Ästhetik ein Grund dafür sein, dass sich Privatleute nicht für eine Photovoltaik-Anlage entscheiden. Das haben Studien ergeben. Jetzt wurden am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Perowskit-Solarzellen für die Stromerzeugung erprobt, die schon im Labor Wirkungsgrade von über 25 % erzielen – und das bei kostengünstigeren Ausgangsstoffen und einfacheren Herstellungsmethoden im Vergleich zu ähnlich effizienten Silizium-Solarzellen. Darüber hinaus können sie die Optik bekannter Baumaterialien imitieren.

Noch gilt das allerdings nur im Kleinen: „Eine zentrale Hürde für den Markteintritt der Technologie ist es, den auf kleinen Flächen erzielten hohen Wirkungsgrad auf große Flächen zu übertragen“, erklärte dazu Prof. Ulrich W. Paetzold vom Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT.

Die Module könnten massenhaft in noch ungenutzte Gebäudeteile, wie zum Beispiel Fassaden integriert werden. Weil für eine solche Nutzung neben Kosten und Wirkungsgrad insbesondere auch die Ästhetik eine wichtige Rolle spielt, hat das Forschungsteam um Paetzold zusammen mit dem Industriepartner Sunovation eine Tintenstrahldruck-Methode untersucht, mit der die Perowskit-Solarmodule eingefärbt werden können. Der Vorteil: Die Färbung der Module per Tintenstrahldruck ist kostengünstig und auch für größere Flächen geeignet.

Der gewählte Ansatz hat einen weiteren erheblichen positiven Aspekt: Bisher sei bei der Herstellung von farbigen Perowskit-Solarzellen der farbliche Eindruck der Zelle für den Betrachter stark vom Winkel des einfallenden Lichts abhängig, so Projektkoordinator Helge Eggers. „Bei unserer Methode sieht die verwendete Farbe dagegen immer gleich aus.“

Durch die Tintenstrahldrucktechnik können die Farben auch gemischt werden. Damit ist nicht nur ein weites Farbspektrum möglich, sondern auch der Druck komplexer Farbmuster. Die Forschenden nutzten das, um Solarmodule in der Optik von verschiedenen Baumaterialien herzustellen. Besonders effizient zeigten sich Perowskit-Solarmodule in weißer Marmor-Optik. Hier konnte das Team Wirkungsgrade von bis zu 14 % erreichen. „Für in gebäudeintegrierte Photovoltaik gilt: Eine integrierte Solarzelle mit geringer Effizienz ist besser als eine Wand, die gar keinen Strom liefert. Ein Wirkungsgrad von 14 % ist da enorm“, betonte Eggers.