Hauchdünne Solarzelle macht aus jeder Oberfläche eine Stromquelle

Forscher*innen des Massachusetts Instituts of Technology (MIT) haben gedruckte Solarpaneele entwickelt, die mit einer Dicke von 50 Mikrometern dünner sind als ein menschliches Haar. Damit könnte man jede Oberfläche in eine Energiequelle verwandeln, so die Hoffnung.

Die flexiblen Module werden einfach auf ein reißfestes Material geklebt und können zur Lagerung sogar auf eine Rolle aufgerollt werden. Die Technologie besticht jedoch vor allem durch ihr geringes Gewicht, ein Quadratmeter der Module wiegt nur 105 Gramm. 

Unzählige Anwendungen möglich

Dadurch eignen sich die Module für verschiedenste Anwendungen: Sie könnten etwa in die Segel eines Bootes integriert werden, um auf hoher See Strom zu liefern. Oder man stattet die Flügel von Drohnen damit aus, um deren Flugreichweite zu erhöhen. Dabei ist der Installationsaufwand minimal, da sie nur aufgeklebt werden können.

“Die leichten Solarfolien können in unzählige Anwendungen integriert werden”, sagt Vladimir Bulovic, der das Forschungsteam anführte. Nun stellt sich allerdings die Frage: Wie viel Sonnenenergie lässt sich durch die Module in nutzbaren Strom umwandeln?

Weniger Gewicht, aber mehr Platz

Hier verweisen die Forscher*innen auf eine Leistung von 370 Watt pro Kilogramm - 18 Mal mehr, als es bei gängigen Solarzellen der Fall ist, wie sie etwa auf Dächern verbaut werden. „Eine typische Dachsolaranlage in Massachusetts hat etwa 8.000 Watt. Um die gleiche Menge Strom zu erzeugen, würde unsere Folien-Photovoltaik das Dach eines Hauses nur um etwa 20 Kilogramm beschweren“, erklärt Studien-Coautor Mayuran Saravanapavanantham.

Dafür benötigt man aber deutlich mehr Fläche, nämlich etwa 6 Mal so viel. Die dünnen Solarpaneele liefern pro Quadratmeter nämlich nur rund 37 Watt an elektrischer Leistung. Zum Vergleich: Die neusten „klassischen” Module liefern mehr als 200 Watt pro Quadratmeter.

Organisches Material muss geschützt werden

Außerdem müssten die Solarmodule bei einem Einsatz außerhalb des Labors noch in eine Art Schutzhülle verpackt werden. Das organische Material, das zur Herstellung der Zellen verwendet wird, könnte nämlich mit Feuchtigkeit und Sauerstoff in der Luft reagieren und so Leistung einbüßen.

Eine Schutzschicht aus Glas fällt hier natürlich weg, da sie zu schwer und unflexibel wäre. Das Team am MIT arbeitet daher derzeit an einer ebenso ultradünnen Schutzhülle, die das Gesamtgewicht der Paneele nur geringfügig erhöhen würde.

Gedruckte Solarzellen aus Australien

Gedruckte organische Solarzellen sind an sich keine Neuheit. Forscher*innen der australischen Universität Newcastle umrunden etwa erst kürzlich in einem Tesla den Kontinent, der ausschließlich durch solche gedruckten Solarpaneele aufgeladen wurde. 

Die Fahrt fand dabei hauptsächlich in der Nacht statt, untertags luden 18 Stück der 18 Meter langen und rund ein Meter breiten Solarstreifen den Akku des Fahrzeugs auf. Die Herstellung dieser Solar-Oberflächen ist jedoch preiswert - ein Quadratmeter kostet umgerechnet weniger als 7 Euro.