Farbige Solarmodule gelten als ideal für Fassadenanwendungen, da sie besser sichtbar sind als Dächer. Ihre weitreichende Anwendung wird bislang jedoch durch das Fehlen einer Photovoltaik-Färbungstechnologie behindert, die sich nur geringfügig auf den Wirkungsgrad auswirkt und gleichzeitig kostengünstig in Massenproduktion hergestellt werden kann. Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher der Shanghai Jiao Tong University Solarmodule entwickelt, die bunte Farbtöne annehmen und dabei fast genauso effizient Strom erzeugen wie herkömmliche Module. Sie setzten eine Einfärbungsstrategie ein, die auf photonischem Glas basiert, das aus einer dünnen, ungeordneten Schicht dielektrischer mikroskopischer Zinksulfidkugeln besteht.
Durch ein schnelles Sprühverfahren konnten sie zeigen, dass die photonische Glasschicht leicht auf Silizium-Solarzellen aufgebracht werden kann, so dass diese strukturelle Farben erhalten können. Mittels Variation der Größe der Mikrokügelchen erhielten sie Solarzellen mit verschiedenen Farben, die im Vergleich zu normalen schwarzen Zellen einen geringen Wirkungsgrad-Verlust aufweisen.
Auf diese Weise gelang es den Forschern, Solarzellen mit blauen, grünen und violetten Farbtönen herzustellen, wobei der Wirkungsgrad der Stromerzeugung nur von 22,6 auf 21,5 Prozent sank. Darüber hinaus wurde die Langzeitstabilität durch Alterungstests (unter anderem 10 Tage im Freien und 1000 Stunden in feuchter Hitze) nachgewiesen sowie die Massenproduzierbarkeit durch die Präsentation eines farbigen Solarmoduls mit einer Ausgangsleistung von über 108 Watt demonstriert.
Die Forscher wollen nun untersuchen, wie die Farben noch gesättigter gemacht werden können und wie eine breitere Palette von Farben erreicht werden kann. Sie stellten ihre Ergebnisse in „High-Efficiency, Mass-Producible, and Colored Solar Photovoltaics Enabled by Self-Assembled Photonic Glass“ in der Fachzeitschrift „ACS Publications“ vor.
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