Gebäudeintegrierte Photovoltaik stärken: Solarenergie für eine zeitgemäße Architektur

Hocheffiziente Solarmodule in jeder Form, Farbe und Größe – hier frisch gedruckte farbige Perowskit-Solarzellen in Form des KIT-Logos. (Foto: © KIT)

Ein Forscherteam entwickelt hocheffiziente Solarmodule auf Basis von Perowskitabsorbern weiter und arbeitet bereits an Prototypen, die sich in Größe, Form und Farbe frei gestalten und damit vielfältig in die Gebäudehülle integrieren lassen.

29.01.2019 – Die Integration von Solartechnologie in die Gebäudehülle fristet nach wie vor ein Schattendasein. In Frankreich wird die gebäudeintegrierte Photovoltaik gefördert, hierzulande muss Solarenergie am Gebäude vor allem günstig und ertragreich sein. Viele Architekten schrecken daher vor der Integration von solaren Elementen in der Fassadengestaltung zurück, da sie die gestalterische Freiheit der Fassaden oder Gebäudeform zu stark beeinträchtige oder die gewünschte Leistung manchmal nicht erbracht wird.

Es können zwar bereits heute ästhetisch anspruchsvolle Erscheinungsbilder mit gebäudeintegrierter Photovoltaik (GIPV) erzielt werden. Doch keine Technologie bietet bislang die Kombination aus hohem Wirkungsgrad und der gewünschten Flexibilität in Farbe, Lichtdurchlässigkeit und Form.

Innovative, maßgeschneiderte Produkte für den GIPV-Markt

Ein Team aus Forschern hat sich des Themas erneut angenommen und entwickelt digital gedruckte, hocheffiziente und stabile Solarmodule auf Basis von Perowskitabsorbern weiter, die sich großflächig und vielfältig in Dächer, Fassaden und Fenster integrieren lassen. Dünnschichtsolarzellen auf Basis sogenannter Perowskit-Halbleiter gelten nun schon seit einigen Jahren als aussichtsreiche Kandidaten für Solarzellen der nächsten Generation. Im Labor konnten für diese Technologie bereits Wirkungsgrade von über 23 Prozent erreicht werden, berichtet das Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Maßgeschneiderte Prototypen für anspruchsvolle Architektur

Ziel des am KIT koordinierten deutsch-griechischen Kooperationsprojektes PRINTPERO (Printed Perovskite Modules for Building Integrated Photovoltaics) ist es daher nun, die technologische Machbarkeit von digital gedruckten, hocheffizienten und stabilen Perowskit-Solarmodulen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV) zu demonstrieren. Forschende und Industriepartner aus Deutschland und Griechenland entwickeln digital gedruckte Solarmodule auf der Basis von Perowskit-Halbleitern, die hocheffizient und stabil sind – und dabei auch noch vielfältige architektonische Anforderungen für die Integration in Gebäuden erfüllen sollen: maßgeschneiderte Prototypen, die sich in der Größe in Form und Farbe frei gestalten lassen. Bislang lassen sich die in der Forschung derzeit üblichen Prozesse zur Herstellung von Perowskit-Solarzellen nicht auf industrielle Maßstäbe übertragen.

Die Forscher setzen digitales Tintenstrahldrucken für die Herstellung der Module ein und entwickelten druckbare lumineszierende Schichten zur Realisierung unterschiedlicher Farbeindrücke sowie zum Schutz der Solarzellen vor schädlicher UV-Strahlung – erste Ergebnisse haben die KIT-Wissenschaftler bereits publiziert. Um die Stabilität der Solarzellen zu verbessern arbeiten die Forscher daran, mehrere dieser Zellen „seriell zu großflächigen Solarmodulen zu verschalten sowie die Module zu verkapseln, um sie vor Feuchtigkeit und dem dadurch bedingten Zerfall zu schützen.“ Die Prototypen sollen dann auf der Ebene der Bauelemente die technologischen Anforderungen für die Integration der Perowskit-Photovoltaik in Gebäude erfüllen. KIT / na