Nahaufnahme eines grünen MorphoColor-Solarmoduls des Fraunhofer ISE.

Bild: Fraunhofer ISE

Fraunhofer entwickelt homogen farbige Solarpaneele

Innovationsradar Solarenergie

Die Wirkungsgrade in der Solartechnik haben sich in den vergangenen Jahrzehnten konstant weiterentwickelt. Längst ist die Photovoltaik zu einem Pfeiler der erneuerbaren Energien und der Energiewende geworden. Trotz aller Innovationen hat sich ein Aspekt in 50 Jahren Solarzellenbau allerdings kaum verändert. Die Optik der Paneele war immer durch deren Funktion geprägt. Ästhetische Gesichtspunkte flossen nur in geringem Maße in das Design mit ein. Das soll sich nun ändern.

Das Aussehen von Solarmodulen ist meist identisch: blaue Platten, schwarze Platten und im Schachbrett angeordnete Photovoltaikzellen. Und in den Augen Vieler passen sie sich so nicht gerade harmonisch in das Äußere des Gebäudes ein, auf dem sie verbaut wurden. Vor allem bei der Nutzung als Fassadenelemente, wo sie stärker ins Auge fallen als auf dem Dach, sind sie bei nicht wenigen Bauherren und Architekten*innen unbeliebt. Ist der ökologische und ökonomische Nutzen unbestritten, die Ästhetik ist es nicht immer. Ein neues Produktionsverfahren des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) will dieses Spannungsfeld auflösen.

Unter dem Namen MorphoColor hat das Institut eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, die Oberflächen von Solarthermie- und Photovoltaik-Anlagen durchgängig farblich zu gestalten. Die Anlagen sind damit nicht nur Energieanlagen, sie sind gleichermaßen auch gestalterische Bauelemente. Gleichzeitig weisen die Module kaum Wirkungsgradverluste auf. Die farbliche Oberfläche ist nicht mit Pigmenten eingefärbt, sondern nutzt einen optischen Effekt aus dem Tierreich.

Nahaufnahme eines Schmetterlings auf einem Zweig.

Bild: Geralt/Pixabay

Dem Schmetterlingsflügel des Morpho-Falters nachempfunden

Der Flügel des Morpho-Falters ist leuchtend blau gefärbt. Allerdings sind es hier nicht die Farbpigmente, die den Effekt erzeugen. Vielmehr ist eine mikrometerfeine Oberflächenstruktur dafür verantwortlich, dass das einfallende Licht in einem engen Wellenlängenbereich und damit in einer bestimmten Farbe reflektiert wird. Diesen Prozess haben die Wissenschaftler*innen des Fraunhofer ISE auf die Herstellung ihrer Paneele übertragen.
Auf der Rückseite des Deckglases konnten sie eine ähnliche Oberflächenstruktur aufbringen und damit die Elemente in leuchtenden Farben erstrahlen lassen: in blau, grün oder rot. Auch das typische Schachbrettmuster verschwindet bei den Paneelen. Durch eine neu entwickelte Montagemethode konnte verhindert werden, dass die Photovoltaikzellen durch das Deckglas schimmern.

Die aufgetragene Oberflächenstruktur führt nur zu geringen Wirkungsgradverlusten: Denn es dringen noch immer 93 Prozent des Lichts durch das Glas, nur 7 Prozent werden reflektiert und erzeugen das Farbenspiel. Das Verfahren eignet sich sowohl in der Herstellung von PV-Paneelen wie auch für die von Wärmekollektoren.

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