Solarzellen aus dem Drucker

TU Chemnitz will neues Kapitel in Solartechnologie eröffnen

Eine intelligente Verpackung mit Display, die sich selbst mit Strom versorgt? Eine schmucke und platzsparende Papiergirlande, die euch beim Campen in der Wildnis mit Strom versorgt? Klingt nach Zukunftsmusik, doch der erste Schritt ist bereits getan, denn ForscherInnen der TU Chemnitz haben nun Solarmodule vorgestellt, die auf Papier gedruckt werden.

Im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen, die teure Materialien verwenden und aufwändig in Reinräumen hergestellt werden müssen, setzt die 3PV genannte Technologie (3PV steht für printed paper photo voltaics) auf herkömmliche Druckverfahren und Standardpapiere, wie sie bei Zeitschriften, Plakaten oder Verpackungen eingesetzt werden. Spezielle Druckfarben mit elektrischen Eigenschaften bilden dann die notwendigen Strukturen auf dem Papier, so dass bei Lichtbestrahlung Strom entsteht. Da die hierbei eingesetzten klassischen Druckverfahren sehr kostengünstig sind, sollen die so produzierten Solarmodule im Vergleich zur heute üblichen Technologie billigeren Strom produzieren.

Prof. Dr. Arved Hübler vom Institut für Print- und Medientechnik der TU Chemnitz, der mit seinem Team seit über drei Jahren an der 3PV-Technologie arbeitet, glaubt, dass dieses Verfahren die Solartechnologie grundlegend verändern kann. Seine Vision ist, dass in Zukunft normale Druckereien überall auf der Welt 3PV-Solarmodule produzieren und vermarkten können.

Natürlich sind Papiersolarzellen nicht besonders langlebig. Dennoch glaubt Hübler, dass sie gegenüber dem heutigen Stand der Technik einen großen Vorteil haben: sie sind kostengünstig in der Herstellung und benötigen keine teuren Materialien. Hübler und seine KollegInnen wollen nun versuchen, die Effektivität der Zellen so zu steigern, dass sie auch bei einer Lebensdauer von unter einem Jahr noch attraktiv sind. "In der Natur finden wir ein Vorbild für diese Strategie: Auch grüne Blätter haben nur einen moderaten Wirkungsgrad in der Energieumwandlung von vier bis sieben Prozent und eine Lebensdauer von unter einem Jahr. Trotzdem ist dieser Weg offenbar erfolgreich", erläutert Hübler.

Die abgenutzten Drucksolarzellen können anschließend über die Altpapiertonne wieder dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden. Denn diese Solarzellen bestehen selbst aus nachwachsenden Rohstoffen.
Die Forscher hoffen, dass sie mit dieser Technologie einen wirtschaftlichen Beitrag zur allgemeinen Energieversorgung leisten können. Áber auch im kleinen Rahmen könnten sich gedruckte Solarzellen als nützlich erweisen, vor allem wenn sie so einfach zu handhaben sind, wie einer der Forscher beschreibt: Die Papierstreifen werden mit normalen Druckknöpfen zusammengeknöpft, und sofort fließt Strom.

Ihre Ergebnisse haben die Chemnitzer Forscher nun in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials veröffentlicht.