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Chemnitzer wollen Solarzellen im Massendruck herstellen

Prof. Dr. Carsten Deibel (r.) und Maria Saladina und Prof. Arved C. Hübler forschen gemeinsam in einem Labor, in dem Solarzellen gedruckt werden können. Foto: Jacob Müller für die TU Chemnitz

Prof. Dr. Carsten Deibel (r.) und Maria Saladina und Prof. Arved C. Hübler forschen gemeinsam in einem Labor, in dem Solarzellen gedruckt werden können. Foto: Jacob Müller für die TU Chemnitz

Deutsche Forschungsgemeinschaft gibt fünf Millionen Euro für billige und haltbare Energiesammler

Chemnitz, 14. Dezember 2022. Schon lange träumen Ingenieure davon, Smartphones, Autos und andere Geräte mit biegsamen Solarzellen zu ummanteln, damit sie ihre Akkus ganz ohne Stromkabel immer wieder aufladen können. Technisch ist dies inzwischen zwar möglich, zum Beispiel mit organischen Solarfolien, wie sie Heliatek Dresden herstellt. Doch diese Lösungen sind bisher recht teuer, recht kurzlebig und wenig massenmarkttauglich. Ein Team um den Chemnitzer Experimentalphysiker Prof. Carsten Deibel will nun eine neue Generation von gedruckten Solarzellen entwickeln, die sich ähnlich wie Zeitungen in Massen herstellen lassen, billig wie auch langlebig sind. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat für dieses Entwicklungsprojekt jetzt rund fünf Millionen Euro bewilligt. Das hat die federführende TU Chemnitz (TUC) mitgeteilt.

„Haltbarkeit der Zellen ist noch ein Problem“

„Diese kohlenstoffbasierten Materialien und die daraus hergestellten photovoltaischen Bauteile werden aktuell weltweit intensiv erforscht, da sie das Potential haben, schnell und mit vergleichsweise wenig Energieaufwand hergestellt werden zu können“, erklärt Prof. Carsten Deibel. In Druckfarben eingebettet, „Druckfarben“, die kleinen Sonnenenergiesammler perspektivisch ähnlich wie Zeitungen sehr günstig in großen Mengen gedruckt werden. „Allerdings ist die Haltbarkeit der Zellen noch ein Problem“, räumt Drucktechnik-Professor Arved C. Hübler ein. Daher werde die die Forschergruppe „Gedruckte & stabile organische Photovoltaik mit Nicht-Fullerenakzeptoren“ (Popular) ganz neue Ansätze finden.

Neben der TUC beteiligen sich an dem Projekt die Unis Dresden, Bayreuth, Erlangen-Nürnberg, Potsdam, Heidelberg und Durham.

Gedruckte Solarzelle gilt schon lange als Hoffnungsträger – Durchbruch lässt auf sich warten

In jüngerer Vergangenheit hatten bereits mehrere Institute und Unternehmen an druckbarer und biegsamer Photovoltaik und Elektronik gearbeitet und dabei bereits beachtliche Piloterfolge erzielt. Auch die Dresdner Uni-Ausgründung Heliatek hatte für ihre transparenten und biegsamen organischen Solatfolien zunächst auch Konsumgüter ins Auge gefasst – diesen Plan aber wegen der Kosten und vieler praktischer Hindernisse vorerst fallen lassen.

Das niederländische Elektroauto "Lightyear One" - hier ein Prototyp - ist mit Solarzellen überzogen. Die damit gewonnen Energie soll die Batterie nachladen und für 735 Kilometer Reichweite sorgen. Das E-Auto soll ab 2021 verfügbar sein. IDTechEx-Analysten gehen davon, dass solche Konzepte das dünne Ladesäulennetz in Europa ausgleichen können. Foto: Lightyear

Das niederländische Elektroauto „Lightyear One“ – hier ein Prototyp – ist mit Solarzellen überzogen. Foto: Lightyear

Interessant für Stromer – aber bisher nichts im Massenmarkt angelangt

Besonders seitdem viele westliche Autokonzerne mit der Großserienproduktion von Elektrofahrzeugen begonnen haben, gab es immer wieder auch Versuche, deren Reichweite durch windschnittig geformte Solarzellen auf dem Dach und an anderen Karosserieteilen zu steigern. Teilweise verwenden die Ingenieure dafür gewölbte Siliziumsolarzellen, teilweise organische oder gedruckte Zellen. Beispiele sind Pilotmodelle wie der holländisch-finnische Exklusivstromer „Lightyear“ oder der – bisher lediglich geplante – „Sion“ von Sono Motors München. Über Pläne und Kleinstserien sind solche Versuche aber bisher kaum hinausgekommen – und meist sind die gefundenen Lösungen sehr teuer und wenig praxistauglich.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: TUC, Oiger-Archiv, Sono, Lightyear