Solarmodule können auch farbig sein

12.01.2021 | 10:00

Bildquelle: ©Adobe Stock / Text: Verivox

Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen haben schwarz glänzende Platten, die nicht immer ästhetisch wirken. Eine zusätzliche Farbschicht würde jedoch den Wirkungsgrad der Anlagen deutlich senken. Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE haben ein Verfahren entwickelt, mit denen Anlagen mit einer leuchtend farbigen Oberfläche hergestellt werden können. Das Prinzip wurde dem Flügel des Morpho-Schmetterlings entlehnt.

Das Ergebnis sind ästhetische, farbige Module, mit denen Fassaden gestaltet werden können. Der eigentliche Zweck der Module ist nicht mehr direkt erkennbar. Die bunten Bauteile lassen sich in der gewünschten Farbe herstellen und sich fast unsichtbar in eine Fassade oder ein Dach integrieren. Modernen Gebäuden mit vorgehängter, hinterlüfteter Fassade können sie gar den letzten Schliff geben.

Vorbild Schmetterling

»Die zündende Idee für die Entwicklung bestand darin, die Deckgläser der Module nicht mit Farbpigmenten einzufärben, sondern vielmehr den physikalischen Effekt des Schmetterlingsflügels nachzuahmen«, sagt Dr. Thomas Kroyer, Leiter der Gruppe Beschichtungstechnologien und -systeme. Denn beschichtet man Gläser mit Pigmenten, büßen diese viel von ihrem Wirkungsgrad ein, weil das Licht nicht mehr ungehindert in das Modul eindringen kann.

Anders der Flügel des Morpho-Falters: Die im tropischen Regenwald in Mittel- und Südamerika lebenden Schmetterlinge erzeugen einen Farbeindruck nicht durch farbige Pigmente, sondern durch einen optischen Effekt. Die Schmetterlingsflügel haben eine mikrometerfeine Oberflächenstruktur, die gezielt einen engen Wellenlängenbereich, sprich eine Farbe, reflektiert. Den Fraunhofer ISE-Experten ist es gelungen, eine ähnliche Oberflächenstruktur durch einen Vakuumprozess auf die Rückseite des Deckglases ihrer Photovoltaik-Module aufzubringen. Je nach Feinstruktur lassen sich so Deckgläser in knackigem Blau, Grün oder Rot herstellen.

»Rund 93 Prozent des Lichts können diese Schicht durchdringen – nur etwa sieben Prozent werden reflektiert und lösen den Farbeffekt aus«, erläutert Thomas Kroyer. Nach dem strahlend blau leuchtenden Morpho-Falter haben die Freiburger ihre Technologie MorphoColor benannt.

Neue Montagemethode ohne störende Zwischenräume

Zum ansprechenden Aussehen gehört aber nicht allein die Farbe. Die Fraunhofer-Forschenden haben noch eine weitere Lösung gefunden, um Photovoltaik-Anlagen schöner zu machen. Um zu verhindern, dass die aneinander gelöteten Photovoltaik-Zellen von Kachel-Größe wie ein Schachbrett durch das farbige Deckglas schimmern, haben sie eine Montagemethode entwickelt, die an das Prinzip der Dachschindeln erinnert. Dachschindeln werden überlappend aufeinander gelegt, damit der Regen abfließen kann. Entsprechend fertigen die Freiburger Solarforscher jetzt Photovoltaik-Zellen in Streifen an, die sie wenige Millimeter überlappend zu einem größeren Modul zusammenkleben. So entsteht ein homogenes Ganzes ohne störende Zwischenräume oder sichtbare Kontaktdrähte.«