18.04.2011

Fensterscheiben als Energiequelle

Organische Solarzellen, die sich auf infrarotes Licht beschränken, könnten Trittbrettfahrer bei Glasfassaden werden.

Organische Solarzellen, die sich auf infrarotes Licht beschränken, könnten Trittbrettfahrer bei Glasfassaden werden.

Es muss nicht unbedingt ein Problem sein, wenn Solarzellen nicht das gesamte Sonnenspektrum ausnutzen können. Denn bei der Integration der Photovoltaik mit anderen Funktionen kann es durchaus wünschenswert sein, dass die Konversion von Licht in elektrische Energie sich auf einen gewissen Spektralbereich beschränkt. Damit wird es zum Beispiel möglich, Fensterscheiben zur Stromerzeugung zu nutzen. Hierfür konnten Wissenschaftler des MIT organische Solarzellen herstellen, die im nahen Infrarotbereich arbeiten – gleichzeitig also die Aufheizung des Innenraums durch die Sonneneinstrahlung verhindern.

Abb.: Schichtstruktur der Solarzelle: zwischen dem Trägermaterial und einem Bragg-Spiegel für das Infrarote sitzen die Elektroden (Indium-Zinn-Oxid, ITO) und das aktive Material. Das Ganze ist beidseitig mit einer antireflektiven Beschichtung (BBAR) versehen. (Bild: R. R. Lunt, V. Bulovic, Appl. Phys. Lett.)

Mit optimierten aktiven Materialien und Bragg-Spiegeln für den relevanten Spektralbereich um 800 nm konnten sie eine Energieausbeute von 1,7% demonstrieren. Die Forscher gehen davon aus, mit dieser Technik durch weitere Verfeinerungen bis zu 12% erreichen zu können. Trotz der Energiekonversion wiesen die Zellen im sichtbaren Bereich noch eine Transmission von über 55% auf.

Die Kombination von Solarzellen und Fensterscheiben weist einige interessante Aspekte auf: Die Installationskosten für die Solarzellen werden durch die der Fenster schon mit abgedeckt und doppelglasige Fensterscheiben bieten den aktiven Schichten im Inneren inhärent Schutz vor der Witterung. Weiterhin ermöglichen die Glasfronten moderner Hochhäuser eine gute Ausnutzung der Morgen- und Abendsonne.

Konrad Kieling

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