Die Nutzung von Sonnenenergie zur Stromerzeugung ist in aller Munde. Doch herk\u00f6mmliche Solarzellen verwenden teure Materialien und werden aufw\u00e4ndig in Reinr\u00e4umen hergestellt, so dass sie nur teuren Strom liefern k\u00f6nnen. Forscher der Technischen Universit\u00e4t Chemnitz haben nun Solarmodule vorgestellt, die auf Papier gedruckt werden. Die 3PV genannte Technologie (3PV steht f\u00fcr printed paper photo voltaics) setzt auf herk\u00f6mmliche Druckverfahren und Standardpapiere, wie sie bei Zeitschriften, Plakaten oder Verpackungen eingesetzt werden.<\/b><\/p>\n
Spezielle Druckfarben mit elektrischen Eigenschaften bilden dann die notwendigen Strukturen auf dem Papier, so dass bei Lichtbestrahlung Strom entsteht. Da die hierbei eingesetzten klassischen Druckverfahren wie Tief-, Flexo- und Offsetdruck sehr kosteng\u00fcnstig sind, sollen die so produzierten Solarmodule im Vergleich zur heute \u00fcblichen Technologie billigeren Strom produzieren. Prof. Dr. Arved H\u00fcbler vom Institut f\u00fcr Print- und Medientechnik der TU Chemnitz, der mit seinem Team seit \u00fcber drei Jahren an der 3PV-Technologie arbeitet, spricht von einem Paradigmenwechsel in der Solartechnologie. Seine Vision ist, dass in Zukunft normale Druckereien \u00fcberall auf der Welt 3PV-Solarmodule produzieren und vermarkten k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ihre Ergebnisse haben die Chemnitzer Forscher nun in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials ver\u00f6ffentlicht. Dort berichten H\u00fcbler und seine Mitarbeiter Tino Zillger, Bystrik Trnovec, Mozzam Ali und Nora Wetzold, die von Kollegen von der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg bei der Charakterisierung der Zellen unterst\u00fctzt wurden, dass mit den in Chemnitz gedruckten Zellen ein Wirkungsgrad in der Energieumwandlung von 1,3 Prozent erreicht wurde. Dabei wird ein neuer Materialansatz verfolgt, indem man als Basiselektrode nat\u00fcrlich oxidiertes Zink mit einem speziellen Druckprozess aufbringt und die transparente Gegenelektrode mit PEDOT, einem leitf\u00e4higen Polymer druckt. “Die verwendeten Materialien werden laufend optimiert und wir sind guter Dinge, die 3PV-Parameter weiter zu verbessern”, sagt Tino Zillger, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut f\u00fcr Print- und Medientechnik und f\u00fcr das Projekt verantwortlich. Das man auf der Rollendruckmaschine im Labor des Institutes f\u00fcr Print- und Medientechnik schon sehr stabil 3PV-Module produzieren kann, \u00fcberrascht das Team um H\u00fcbler selbst ein bisschen. “Unsere lange Erfahrung auf dem Gebiet der gedruckten Elektronik zahlt sich hier wohl aus”, so der Inhaber der Professur Printmedientechnik.<\/p>\n
H\u00fcbler geht aber davon aus, dass Papiersolarzellen zuk\u00fcnftig aufgrund der effizienten Produktion und der niedrigen Materialkosten insgesamt einen deutlichen Vorteil gegen\u00fcber dem heutigen Stand der Technik erzielen k\u00f6nnen. Ziel der weiteren Forschungsarbeiten ist es, den Wirkungsgrad auf \u00fcber f\u00fcnf Prozent zu erh\u00f6hen, damit ein 3PV-Modul auch bei einer Lebensdauer von unter einem Jahr wirtschaftlich interessant werden kann. “In der Natur finden wir ein Vorbild f\u00fcr diese Strategie: Auch gr\u00fcne Bl\u00e4tter haben nur einen moderaten Wirkungsgrad in der Energieumwandlung von vier bis sieben Prozent und eine Lebensdauer von unter einem Jahr. Trotzdem ist dieser Weg offenbar erfolgreich”, erl\u00e4utert H\u00fcbler.<\/p>\n
Doch ist die Vision, mit Papiersolarzellen einen wirtschaftlichen Beitrag zur allgemeinen Energieversorgung leisten zu k\u00f6nnen, nur eine Nutzungsm\u00f6glichkeit. Die Forscher der TU Chemnitz haben schon gezeigt, dass auch kleine elektrische Ger\u00e4te mit diesen Papiersolarzellen gut zu betreiben sind. Damit er\u00f6ffnet sich die M\u00f6glichkeit, mobile Dinge einfach und autark mit dem Strom aus Papier zu versorgen. Intelligente Verpackungen k\u00f6nnten etwa in Zukunft mit aufgedruckten Solarzellen viele Zusatzfunktionen mit Strom versorgen, vom Display bis zu Sensoren. Die Handhabung der Papier-Solarmodule kann denkbar einfach sein. Tino Zillger zeigt eine m\u00f6gliche L\u00f6sung mit den am Institut f\u00fcr Print- und Medientechnik hergestellten 3PV-Modulen: Die Papierstreifen werden mit normalen Druckkn\u00f6pfen zusammengekn\u00f6pft, und sofort flie\u00dft Strom. Nach der Verwendung k\u00f6nnen die Papiermodule ins Altpapier zum Recycling gegeben werden. So wird laut H\u00fcbler nicht nur erneuerbare Energie erzeugt, sondern die Solarzelle selbst besteht aus nachwachsenden Rohstoffen und ist selber erneuerbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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