Australische Uni entwickelt ultradünne Solarpaneele, die sich wie Zeitungen drucken lassen

Eine große Produktionsanlage könnte täglich kilometerweise Sonnenkollektoren produzieren.

Billigere und dünnere Solarzellen könnten erneuerbare Energien günstiger gestalten und für mehr Menschen zugänglich machen. Aber sie brächten auch neue Herausforderungen mit sich.

Autor Mark Newton:

Übersetzung Mark Newton, 27.07.20

Eine australische Universität hat einen Durchbruch in der Entwicklung hauchdünner, billiger Solarpaneele verkündet. Das Centre of Organic Electronics in Callaghan der University of Newcastle hat druckbare Photovoltaik-Solarzellen entwickelt, die, so heißt es von der Universität, die städtische Stromerzeugung revolutionieren könnten.

Die Paneele, die nur 0,075 Millimeter dick sind, werden mit einer proprietären Technologie hergestellt, bei der organische Polymere verwendet werden, die Sonnenenergie einfangen und Elektrizität leiten können. Herkömmliche Solarmodule benötigen hierfür Silizium und wiegen oft bis zu 15 Kilogramm pro Quadratmeter wiegen. Das organische Polymer hat einen weiteren Vorteil: Wegen seines flüssigen Charakters kann es mit Druckern hergestellt werden – ähnlich solchen, wie sie für die Massenproduktion von Zeitungen und Büchern verwendet werden.

Laut Paul Dastoor, Physikprofessor an der University of Newcastle, könnte die gedruckte Solartechnologie für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel für die Stromversorgung von Straßenlaternen, Wasserpumpen, Notunterkünften, Campingausrüstungen, den Bau intelligenter Jalousien für Gebäude und sogar für den Antrieb von Fahrzeugen. Auf der Website des Projekts wird auch der potenzielle militärische Nutzen einer solchen Technologie vorgestellt.

Mit rund zehn Australischen Dollars pro Quadratmeter sind noch dazu die Produktionskosten wesentlich geringer als bei herkömmlichen Paneelen. Das Institute for Energy and Resources (NIER) der Universität kann bereits jetzt täglich Hunderte von Metern an Material produzieren. Es wird gehofft, dass eine kommerzielle Anlage in großem Maßstab Sonnenkollektoren pro Tag sogar kilometerweise drucken könnte. Da die bedruckten Bögen mit einem speziellen Klebeband auf eine Vielzahl von Oberflächen geklebt werden können, wären noch dazu keine teuren und aufwendigen Installationsmethoden erforderlich.

Die Technologie wird derzeit in „The Canopy“, einem neuen Gemeindebezirk in Lane Cove an der Nordküste Sydneys, der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Platten, die an einem überdachten Gehweg befestigt sind, erzeugen Strom für eine Reihe von Laternen, die nachts eingeschaltet werden, wenn Passanten vorbeikommen – dies wird mittels Sensoren getrackt.

Sind die neuen Sonnenkollektoren am Ende nur ein weiteres Umweltproblem?

Einerseits haben die gedruckten Solarpaneele also aufgrund der niedrigen Kosten, des leichten Materials und der Produktionsmethoden klare Vorteile, allerdings funktionieren sie nur mit einem Bruchteil der Effizienz größerer, teurerer Modelle. Gegenwärtig erreichen sie nur etwa zwei Prozent der Effizienz eines herkömmlichen Panels vergleichbarer Größe, was bedeutet, dass sie wahrscheinlich nur für Anwendungen mit extrem niedrigem Stromverbrauch verwendet werden können, wie z.B. für Sensoren oder eine intermittierende Beleuchtung von Anzeigetafeln.

Ein weiterer Nachteil: Die gedruckten Solarzellen sind viel weniger haltbar und haben eine Lebensdauer von nur zwei Jahren – im Vergleich zu etwa 20 Jahren Lebensdauer der größeren, teureren Versionen. Laut Professor Dastoor, müssten die gedruckten Solarzellen mindestens drei Jahre halten und durchgehend eine Effizienz von etwa 3 Prozent aufweisen, um konkurrenzfähig zu werden.

Die kurze Lebensdauer der gedruckten Solarzellen bedeutet aber auch, dass sie auf eine andere Art und Weise erworben werden könnten als normale Dachpaneele. Professor Dastoor stellt sich ein System vor, bei dem der Raum, ob auf einem Dach oder anderswo, an einen Anbieter vermietet wird. Die Beziehung würde dann ähnlich wie bei einem Mobilfunkvertrag funktionieren, bei dem der Stromversorger die Paneele installiert und durch neuere Modelle ersetzt, wenn sie sich abnutzen. Als Gegenleistung für die Vertragsunterzeichnung könnte der Verbraucher dann in den Genuss eines günstigeren Stroms kommen als auf seiner aktuellen Rechnung.

Die gedruckten Solarzellen führen jedoch noch einem weiteren gewichtigen Problem: Gegenwärtig bestehen diese nämlich zu 99 Prozent aus PET, einem Kunststoffmaterial, das erheblich zur Umweltverschmutzung beiträgt. Würde das Material täglich so massenhaft produziert, wie geplant, könnte das in relativ kurzer Zeit zu riesigen Abfallmengen führen. Wenn Solarenergie billiger würde, könnte das zwar ihre Verbreitung fördern, andererseits würde die Herstellung billigerer, aber wegwerfbarer Solarpaneele im großindustriellen Maßstab tatsächlich zu Umweltschäden beitragen. Dieses Problem ist dem Team allerdings bewusst; derzeit werden Methoden untersucht, um die äußere PET-Schicht zu entfernen und sie zu neuen Paneelen zu recyceln.

Dieser Artikel ist eine Übersetzung von Lydia Skrabania. Das Original erschien zuerst auf unserer englischen Website.

Transparente Solarmodule für energieautarke Gewächshäuser

Wenn man die Glasplatten von Gewächshäusern gegen halbtransparente Solarmodule austauscht, kann man die Gewächshäuser in energieautarke Solarkraftwerke verwandeln.

SunCrafter: Dieses Startup gibt alten Solarmodulen ein zweites Leben

Dass Upcycling auch für Solaranlagen geht, zeigt das Startup SunCrafter. Was Camping, humanitäre Hilfe und E-Scooter damit zu tun haben, erzählt Mitgründerin Lisa Wendzich im Interview.

Harz könnte Solarstrom sauberer machen

Perowskit-Solarzellen gelten als revolutionär für die Solartechnologie, bringen aber wegen ihrer Bleibestandteile auch Umweltprobleme mit sich. Könnte ein Kunstharz die Lösung sein?

Ein Trio aus bulgarischen Ecopreneuren will die Druckindustrie weniger giftig machen

Bei der Herstellung von Printprodukten entsteht nicht nur Papiermüll – auch nicht unerhebliche Mengen Plastik kommen hier zum Einsatz. LAM'ON hat eine biologisch abbaubare Laminierfolie entwickelt, die dieses Problem lösen könnte.

Insolight: Solarmodule aus gläsernen Waben

Ein typisches Problem bei Sonarpanelen ist ihr niedriger Wirkungsgrad. Doch mithilfe neuartiger Glaswaben eines Schweizer Startups werden Solarmodule um bis zu 15 Prozent effizienter.

Es regnet? Macht nichts: Dieses Solarmodul erzeugt mit Regentropfen Strom!

Sauberer Strom, egal ob Sonne, Wind oder Regen? Derzeit wird an einem neuen Solarpanel getüftelt, mit dem das bald möglich werden könnte.