Licht, das durch ein Fenster scheint, kann viel mehr bewirken, als nur einen Raum zu beleuchten. Bei der für uns selbstverständlichen Strahlung handelt es sich um reine Energie, die wir bisher einfach durchgelassen und dabei ein immenses Potenzial verschwendet haben. Transparente Solarzellen sie sind keine absolute Neuheit, aber bisher war ihre Effizienz zu gering, um als praktikable Lösung in Betracht gezogen zu werden.
Nun hat ein Konsortium aus neun Partnern aus sieben Ländern diese Barriere durchbrochen und eine Technologie entwickelt, die Perowskite und organische Materialien kombiniert. um einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 12,3 % zu erreichen und gleichzeitig eine Transparenz von 30 % aufrechtzuerhalten. Ein großer Fortschritt, der eines Tages alle Glasoberflächen unserer Gebäude verändern könnte.
Ein internationales Team für transparente Solarzellen
Das Projekt, das zu diesem außergewöhnlichen Ergebnis führte, ist nicht die Arbeit eines einzelnen Labors, sondern einer internationalen Zusammenarbeit, die von der Europäischen Union finanziert wurde. Das Konsortium CitySolar vereint neun Partner aus sieben Ländern, darunter dieUniversität Süddänemark, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die Universität Rom Tor Vergata und das Nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung Parisunter der Koordination des National Research Council Italienisch.
Es ist großartig, wie diese Vielfalt an Fähigkeiten und Perspektiven es uns ermöglicht hat, ein komplexes Problem aus mehreren Blickwinkeln anzugehen. Es ist kein Zufall, dass große Innovationen oft aus der Interaktion zwischen unterschiedlichen Disziplinen und Kulturen entstehen. Ein Beispiel dafür, was wir erreichen können, wenn wir für positive und gesellschaftliche Zwecke zusammenarbeiten.
Il Professor Morten Madsen, von der Universität von Süddänemark und einer der Hauptforscher des Projekts, erklärte das Geheimnis hinter dieser Innovation: „Die Tandem-Solarzelle fängt Energie hauptsächlich aus den infraroten und ultravioletten Anteilen der Sonnenstrahlen ein, nicht jedoch aus sichtbarem Licht.“
Das Unsichtbare einfangen, das Sichtbare durchlassen
Der wahre Geniestreich dieser Technologie liegt, wie bereits erwähnt, in ihrer Fähigkeit, die Teile des Lichtspektrums auszuwählen, aus denen Energie gewonnen werden soll. Während herkömmliche Solarzellen praktisch das gesamte Licht absorbieren (weshalb sie dunkel erscheinen), konzentrieren sich diese neuen transparenten Solarzellen auf Wellenlängen, die wir nicht sehen können: Infrarot und Ultraviolett.
Es ist, als hätten wir einen selektiven Fischer, der nur die Fische fängt, die wir nicht essen möchten, und die Fische, die wir essen möchten, vorbeilässt. Dieser Ansatz ermöglicht es den Zellen, 30 % Transparenz zu bewahren (transparent genug für den Einsatz in der Architektur) und erreicht dabei einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 12,3 %.
Damit setzen wir neue Effizienzstandards für halbtransparente Solarfenster.
Wirtschaft und zukünftige Anwendungen
Nach der Professor Madsen, diese neue Solarzelle ist dank der Erschwinglichkeit des Minerals Perowskit und der kohlenstoffbasierten Materialien, die in organischen Solarzellen verwendet werden, auch äußerst kostengünstig.
Die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten sind enorm, insbesondere in städtischen Gebieten, wo die Fassaden hoher Wolkenkratzer große Flächen bieten. In den USA beispielsweise gibt es schätzungsweise 5 bis 7 Milliarden Quadratmeter Glasflächen, insbesondere in vielen mehrstöckigen Gebäuden. Würde man diese gesamte Fläche mit transparentem Glas verkleiden, das Strom erzeugt, stünden uns enorme Energiemengen zur Verfügung, ohne dass wir aufwendige Photovoltaikanlagen benötigen würden.
Transparente Solarzellen: Die verbleibenden Herausforderungen
Trotz der Begeisterung über diesen Durchbruch ist der Weg zur Kommerzialisierung noch lang. Die Balance zwischen Kosten, Ästhetik und Effizienz bleibt eine Herausforderung und es sind weitere Investitionen erforderlich, um die Technologie für eine breite Akzeptanz zu skalieren.
„Wir können das, was wir haben, vergrößern, aber wir brauchen kommerzielle Partner für diese transparenten Solarzellen“, sagte Madsen. „Und in der Forschung muss noch weiter nachgebessert werden. Aber was wichtig ist: Wir wissen, wo die Herausforderungen liegen, und wir haben eine klare Strategie, um sie zu überwinden.“
Transparenz wurde schon immer mit Fragilität und Inkonsistenz in Verbindung gebracht. Nun könnte es paradoxerweise einer unserer stärksten Verbündeten bei der Energiewende werden. Vielleicht ist die Zukunft der Solarenergie nicht nur rosig, sondern auch transparent.
