Solartechnik der Zukunft: biegsame Folie mit organischen Solarzellen. (Foto: Fraunhofer Institut)

Solartechnik: mehr als nur Silizium

02.01.2012, 13:14 Uhr

Die ersten Satelliten mit Solarzellen starteten Ende der 1950er Jahre ins All. Knapp 30 Jahre später begannen umweltbewegte Pioniere, die exotische Technik auf ihre Dächer zu schrauben. 1990 gab es das erste staatliche Solar-Förderprogramm in Deutschland. Heute sind Solarzellen eine Allerweltstechnik. In manchen Neubaugebieten gibt es mehr Dächer mit als ohne.

Ist die Solartechnik also im Alltag und damit am Ende ihrer Entwicklung angekommen? Keineswegs! Natürlich feilen die großen Herstellerfirmen vor allem an Details, versuchen noch einige Zehntelprozent mehr Energieertrag zu erzielen oder die Herstellungskosten um ein paar Euro zu senken. Doch es gibt auch einige ganz neue Ansätze. Sie haben das Potenzial, die junge Solarbranche schon wieder zu revolutionieren oder zumindest einige neue, interessante Anwendungsfelder zu öffnen.

Da wären zum Beispiel organische Solarzellen. Sie bestehen aus speziellen Kunststoffen. Gegenüber üblichen Zellen aus Silizium bringt das verschiedene Vorteile: Das Kunststoffmaterial ist günstig und die Herstellung verbraucht nur wenig Energie. Das senkt den Preis und macht die Solarzellen-Produktion selbst umweltfreundlicher. Außerdem müssen organische Solarzellen nicht starr sein. Das flexible Material bietet neue Anwendungs- und Gestaltungsmöglichkeiten. Allerdings erreicht die Technik bislang nur einen geringen Energieertrag. Die besten organischen Solarzellen aus Laborproduktion erreichen einen Wirkungsgrad von gerade einmal 10,6 Prozent gegenüber fast 20 Prozent bei marktgängigen Siliziumzellen. Außerdem zersetzen sich die organischen Stoffe im Lauf der Zeit, sodass der Dauerbetrieb bislang noch mit Leistungsabfällen verbunden ist.

Organische Solarzellen in Großaufnahme. (Foto: Messe Frankfurt)

Während organische Solarzellen immerhin bereits in kleineren kommerziellen Produktionslinien hergestellt werden, hat manch andere Solartechnik den Sprung aus dem Labor in die Fabrik noch vor sich. Spannend sind diese Forschungsprojekte dennoch. Da wäre zum Beispiel die australische Physikerin Kylie Catchpole. Sie hat Dünnschicht-Solarzellen mit Silberpartikeln in Nano-Größe versetzt. Das erhöht die Energieausbeute auf bis zu 16 Prozent. Normale Dünnschicht-Solarzellen erreichen maximal zwölf Prozent. Neben der höheren Ausbeute kommen Catchpoles Zellen ohne das seltene und teure Element Tellur aus, das normalerweise für die Dünnschicht-Technik benötigt wird.

Ebenfalls aus Australien, sonst eher für seine Steinkohle bekannt, kommt die Firma Dyesol. Sie entwickelt die Nischentechnologie der Farbstoff-Solarzellen weiter, die nicht auf Halbleitern beruht, sondern auf speziellen Farbstoffen – ähnlich wie das Chlorophyll in Pflanzen. Auch hier liegt der Wirkungsgrad bei maximal elf Prozent, aber Dyesol forscht an neuen Anwendungen, bei denen die stromerzeugende Farbe nicht mehr zwischen Glasschichten aufgetragen werden muss. Besonders vielversprechend ist eine Kooperation mit dem indischen Konzern Tata. Das Ziel ist ein Verfahren, um Stahldächer mit einer einfachen Beschichtungstechnik zu Stromquellen zu machen.
Die Beispiele beweisen: Solartechnik ist viel mehr als nur das gute, alte Silizium. Bei der Stromgewinnung aus Sonnenlicht dürfen wir noch auf eine ganze Reihe von Neuerungen gespannt sein.

Volker Thies