Wettstreit um transparente Solar-Zellen Leipziger Forscher wollen mit Fenstern Strom erzeugen

Durchsichtige Solarzellen könnten Strom in Fenstern erzeugen, ein Elektroauto würde Energie aus der Windschutzscheibe gewinnen. Forscher aus Leipzig und Michigan konkurrieren bei der Entwicklung miteinander.

von Karolin Dörner

Augustusplatz Leipzig. Links: das Gewandhaus. Ein großes Gebäude mit Glasfront. In der Mitte: das Cityhochhaus, aber auch Uniriese genannt. Ein 24-stöckiges Hochhaus mit einer dreieckigen Grundform. Rechts: Teil des neuen Unigebäudes, des Paulinums. Große Glasfront mit teilweise kirchenähnlichem Aussehen. Im Vordergrund: Springbrunnen mit Wasserbecken.
Werden die Ideen der Leipziger Forscher Wirklichkeit, könnte man Glasflächen überall in der Stadt zur Stromerzeugung nutzen. Bildrechte: MDR/Nadine Jejkal

Es ist ein wissenschaftlicher Wettlauf: Welche durchsichtige Solarzelle schafft es besser, Sonnenlicht in Energie umzuwandeln? Gerade haben die US-amerikanischen Forscher die Nase vorn, räumt Marius Grundmann ein, Professor für Festkörperphysik und Halbleiterphysik an der Uni Leipzig. Aber, streng genommen ist die Solarzelle aus Michigan gar nicht durchsichtig. Denn: Das transparente Material der amerikanischen Wissenschaftler, leitet das Licht nur um auf die eigentliche Solarzelle, die selbst aber nicht durchsichtig ist.

Das System aus Michigan ist eine Glasplatte mit Molekülen. Eine Solarzelle im Sinne von, Licht geht rein und Strom kommt raus, die ist dort nur am Rand angebracht. Sie wandelt das Licht in Strom.

Prof. Marius Grundmann, Uni Leipzig

Der transparente Bereich fängt hier also nur das Licht ein. Umgewandelt wird es erst am Rand der Glasplatte. Durchsichtig ist der Teil dann aber nicht. Ganz anders in Leipzig. Nicht umsonst darf sich Marius Grundmann auch Erfinder der transparenten Solarzelle nennen. Er hat ein Konzept genutzt, das man von Handy- oder Computerbildschirmen kennt. Die Oberflächen sind transparent und doch fließt Strom hindurch. Der Leipziger Professor hat es geschafft, dass diese Oberflächen eben auch noch Strom erzeugen:

Unser Konzept ist, dass man ein Material nimmt, das an sich durchsichtig ist, aber halt Licht absorbieren kann, in unserem Fall im ultravioletten Spektralbereich. Alles andere an der Zelle ist auch durchsichtig und dann fließt der Strom da raus, ohne dass man das sieht.

Prof. Marius Grundmann, Uni Leipzig
Die Sonne spiegelt sich in einem Solarpanel.
Solarzellen sind bisher nicht durchsichtig und nutzen das energiereiche violette Licht nicht. Bildrechte: colourbox.com

Der ultraviolette Spektralbereich ist ein sehr kleiner Teil des gesamten Lichtspektrums. Der große Rest flutscht einfach durch die transparente Solarzelle durch. Das macht sie bisher wenig effektiv im Vergleich zu herkömmlichen dunklen Solarplatten, die man von Häuserdächern kennt. Die können nämlich genau den großen Teil des Lichts verarbeiten und lassen dafür den ultravioletten Bereich ungenutzt entfleuchen. Der ist aber hochenergetisch. Darin sieht Professor Marius Grundmann großes Potential: "Wenn man das alles aufsummiert, sind das ganz schön erträgliche Energien, die bisher von der Standartsolarzelle weggeworfen werden."

Bisher ist die Ausbeute gering. Die US-amerikanischen Forscher geben an, rund fünf Prozent des nutzbaren Lichtspektrums in Strom umsetzen zu können. Bei den Leipzigern sind es zwischen drei und vier. Damit können bereits kleine Kommunikationsgeräte wie Sensoren betrieben werden, die z.B. die Raumfeuchtigkeit überwachen. Das reicht den Forschern aber noch nicht aus. Beide Unis arbeiten daran die Ausbeute zu steigern, Marius Grundmann zeigt sich zuversichtlich. Einen Dämpfer gibt es aber doch: Es wird noch viele Jahre dauern bis die Zellen auf den Markt kommen, egal ob aus Leipzig oder Michigan.

Über dieses Thema berichtet MDR AKTUELL: im Radio | 02.11.2017 | 09:50 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 30. Oktober 2017, 10:56 Uhr