Fenster als Solarkraftwerke nutzen

Lichtaktive Farbstoffe konzentrieren effizient Sonnenlicht - und Solarzellen an den Fensterkanten erzeugen daraus Strom.

Cambridge (USA) - Bürotürme mit großen Fensterflächen könnten einen Großteil ihres Strom selbst erzeugen. Dazu sollen die Glasscheiben das Sonnenlicht einfangen und zu Solarzellen an ihren Rändern weiterleiten. Die Fenster selbst bleiben dabei so durchsichtig, dass man die integrierten Solarkraftwerke kaum bemerkt. Grundlage für diese preisgünstige Gewinnung von Solarstrom ist eine geschickte Kombination aus lichtaktiven Farbstoffen und organischen Solarzellen. Die Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) beschreiben den Aufbau ihrer Spezialfenster in der Zeitschrift "Science".

"Wir verringerten die Transportverluste des Lichts so wesentlich, dass die Solarzellen zehnmal mehr Strom produzieren konnten", sagt Marc A. Baldo vom MIT-Department of Electrical Engineering and Computer Science. Die gesamte Fensterfläche dient in ihrem Prototyp als Lichtfänger. Möglich wird dies mit einer wenige millionstel Meter dünnen Beschichtung aus organischen Farbstoffen. Je nach Zusammensetzung – auf einer Basis aus Rubren oder einer komplexen Platinverbindung – absorbieren sie einen Teil des Sonnenlichts. So angeregt senden diese Farbstoffe neue Lichtteilchen aus, die durch das hochbrechende Glas bis an den Rand des Fensters geleitet werden. An den Fensterkanten befinden sich einfache und doppelte Solarzellen aus Cadmiumtellurid oder Galliumindiumphosphid, die bevorzugt diese erzeugten Lichtteilchen in elektrischen Strom umwandeln können.

Dieses System hat den großen Vorteil, dass es keine Solarmodule aus dem immer teurer werdenden kristallinen Silizium nutzt. Die verwendeten organischen Solarzellen erzeugen generell Strom mit einem Wirkungsgrad von nur etwa sieben Prozent. Doch durch die Konzentration des Sonnenlichts und das Ausnutzen der gesamten Fensterfläche ließ sich die Effizienz bereits auf 14,5 Prozent steigern. In Kürze hält Baldo sogar Werte von bis zu 20 Prozent für möglich.

Die MIT-Forscher sind davon überzeugt, dass mit ihrer Technik großflächige Fensterflächen sehr günstig zu Solarkraftwerken umgewandelt werden können. Die Herstellung der Beschichtungen und den Anschluss der Solarzellen zeigte sich dabei so unkompliziert, dass ihre Konzentratortechnik bereits in drei Jahren zu ersten Produkten führen soll.