Bunte Scheiben sammeln Licht für Solarzellen

Mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 6,7 Prozent haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) einen Weltrekord für die Solarenergiegewinnung mithilfe von Fluoreszenzkollektoren erzielt.

Diese Technologie setzt auf farbige Platten, um einen Teil des einfallenden Lichts auf Solarzellen an ihrem Rand zu leiten. Das System kann Fenster und Fassaden, die gleichzeitig der Stromproduktion dienen, Realität werden lassen. Der Rekord beim Wirkungsgrad ist ein Schritt auf dem Weg zu einer praktischen Verbreitung des seit über 30 Jahren bekannten technologischen Konzepts. Ermöglicht wurde der Erfolg durch effizientere Solarzellen und geringere Verluste im System.

Schon 1976 entstand die Idee des Fluoreszenzkollektors und in den 1980ern wurde unter anderem in Freiburg und an der amerikanischen Elite-Universität Harvard daran geforscht. Die farbigen Scheiben filtern Licht bestimmter Wellenlängen und senden es entlang der Platte wieder aus, um es zu den Solarzellen am Rand zu leiten. Das allerdings war bislang nicht effizient möglich. „Über 25 Prozent des vom Farbstoff ausgesandten Lichts ging durch die Oberflächen der Platten verloren“, erklärt Jan Christoph Goldschmidt, Projektleiter am Fraunhofer ISE, gegenüber pressetext.

Diesem Problem konnte sein Team nun beikommen. Auch ein weiteres Hindernis wurde gegenüber den 1980ern überwunden. „Erst jetzt gibt es die Solarzellen, die man für hohe Wirkungsgrade braucht“, meint Goldschmidt. Bei einem Test mit einer roten und einer gelben Platte konnten die Forscher dank der technologischen Fortschritte den Rekord-Wirkungsgrad von 6,7 Prozent erzielen.

Damit Fluoreszenzkollektoren wirtschaftlich attraktiv werden, müssen sie den ISE-Forschern zufolge mit ausreichender Größe verwirklich werden. Daran wird ebenso gearbeitet wie an besseren Filterschichten und der Kombination mehrerer Platten, um effizientere Systeme zu ermöglichen. Als mögliches Einsatzgebiet werden insbesondere Fenster und Fassaden genannt.

Sie könnten mittels der Technologie Strom produzieren, wobei es durch das Filtern eines Teils des einfallenden Lichts auch zu weniger Hitzeentwicklung in den Räumlichkeiten käme. „Die Reduzierung der Aufheizung wäre ein sehr positiver Nebeneffekt“, meint Goldschmidt. Daher werde auch an der Entwicklung von Systemen gearbeitet, die Wärmestrahlung statt sichtbarem Licht filtern und in Strom umwandeln. Das verspricht noch einen weiteren Vorteil für den Einsatz beispielsweise in Bürogebäuden. „Im Winter würde es mit solchen Kollektoren auch nicht zu dunkel“, meint der Forscher.

Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat vor rund zwei Wochen ebenfalls ein System vorgestellt, das Licht zur Solarstromgewinnung über die Fläche einer Scheibe sammelt (pressetext berichtete: http://pte.at/pte.mc?pte=080711020). Der eigene Ansatz sei ähnlich, doch sei man dem MIT etwas voraus, so Goldschmidt. „Bei uns werden wirklich effiziente Systeme schon realisiert und nicht nur berechnet“, meint der Forscher. Bis die Systeme ausgereift genug für den Einsatz in großem Stil sind, werde es allerdings noch etwas dauern. Mindestens drei, doch eher fünf Jahre seien eine realistische Einschätzung, so Goldschmidt.