Wie transparente Solarzellen an Fenstern Energie erzeugen

Ein Lichtblick in der Solarzellenforschung

Die Forschung steht unter Druck. In Hinblick auf die Klimakrise müssen alternative Technologien zur Energiegewinnung her. Die Sonnenenergie spielt dabei eine wichtige Rolle – und diese wird längst nicht mehr nur auf Hausdächern oder in Solarparks gewonnen.

Der revolutionäre Ansatz der Firma Ubiquitous Energy aus dem Silicon Valley: transparente Solarzellen, und zwar an Fenstern. Dabei wird eine spezielle Folie mit durchsichtigen Solarzellen auf das Glas geklebt. Das einstrahlende Sonnenlicht scheint durch die Scheibe, wobei nur die ultravioletten und infraroten Lichtstrahlen des Lichtspektrums von der Folie absorbiert werden. So entsteht Energie.

Sichtbares Licht fällt hindurch, damit es im Inneren des Gebäudes nicht dunkel wird. Ein ungetrübtes Hinausblicken wird nicht beeinträchtigt.

Ubiquitous Energy sorgt für nachhaltigen Durchblick

2011 gründete eine Gruppe von Wissenschaftler*innen des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Michigan State University (MSU) die Firma Ubiquitous Energy. Am Projektstandort der MSU kam die eigens entwickelte Technologie der transparenten Photovoltaikzelle erstmalig zum Einsatz.

Mittlerweile gehen die kleinen Kraftwerke für das Fenster als Pilotprojekte in Serie. Im September 2021 lieferte das Unternehmen nach eigenen Angaben die Komponenten für Japans erste transparente Solarfenster aus.

Subtile Solarzellen-Folie eignet sich auch auf anderen Oberflächen

Rund um den Globus wird mit Hochdruck an innovativen Methoden zur Gewinnung von erneuerbaren Energien gearbeitet. Gerade die Solarenergie hat öfter mit Widerstand zu kämpfen, da die Anlagen auf Dächern und Feldern in den Augen vieler Menschen nicht schön aussehen.

Die Solarzellen-Folie ist eine ästhetische Lösung.

Während Hersteller*innen von herkömmlichen Solarzellen stets darauf bedacht sind, die Größe der Panels zu reduzieren, setzt die Folien-Technologie auf Transparenz. Dadurch kann die Technologie unbemerkt in alle möglichen Bereiche des Alltags eingebracht werden. Nicht nur auf den Fenstern eines Hauses, sondern auch auf Autos und Smartphones könnte die Solarzellen-Folie Anwendung finden.

Wie energieeffizient sind die neuen Solarzellen?

Ubiquitous Energy ist zuversichtlich, dass bald ganze Wolkenkratzer mit der energieerzeugenden Folie beklebt werden könnten. In einem solchen Szenario könnten Gebäude Teile ihres eigenen Strombedarfes decken und Städte würden sich in gewaltige Solarfarmen verwandeln.

Es gibt allerdings einige Nachteile der Technologie. Solarzellen, die nur die für den Menschen nicht sichtbaren Teilstrahlungen des Lichtspektrums absorbieren, haben nicht den gleichen Wirkungsgrad wie eine herkömmliche Solarzelle. Das Unternehmen selbst spricht von einer Effizienz von etwa einem Drittel im Vergleich zu einer klassischen Solarzelle.

Auch die Herstellungskosten der Solarzellen-Fenster sind höher. Ein mit Solarzellen-Folie beklebtes Fenster ist im Schnitt circa 30 % teurer als ein herkömmliches Fenster. Im Hinblick auf den verhältnismäßig geringen Effizienzgrad, ist die Folie zurzeit noch eine teures Alternativprodukt, welches die Energieeffizient des Haushaltes höchstens geringfügig aufwertet.

Werden die herkömmlichen Solarzellen bald abgelöst?

Wenn sich diese Technologie durchsetzt und sie sich omnipräsent in den Alltag des menschlichen Lebens integriert, könnte sie die Art und Weise der solaren Energiegewinnung revolutionieren.

Allerdings nimmt Ubiquitous Energy diesem Traum selbst den Wind aus den Segeln. Die Solarzellen-Folie werden die klassischen Solarkraftwerke nicht ersetzen können, denn dafür absorbieren herkömmliche Solarzellen das komplette Lichtspektrum deutlich effizienter. Das Produkt sei laut Hersteller eher als eine Art Ergänzung zu betrachten.

Die Technologie könne beispielsweise die Energieeffizienz von Gebäuden erhöhen. Das Unternehmen schätzt, dass die globalen Emissionen um 10 % gesenkt werden könnten, wenn weltweit jährlich 20 Milliarden Quadratkilometer der Folie verwendet werden würde. Wenn sich die Solarzellen-Folie durchsetzen kann, wäre dies allerdings ein bedeutsamer Schritt hin zu einer nachhaltigeren Lebensweise.