Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen wirken oft wie Fremdkörper an Gebäuden. Mit einem Verfahren, das leuchtend farbige Oberflächen ermöglicht, soll der Effekt abgemildert werden. 

 

Solarmodule sind in den vergangenen Jahrzehnten günstiger und effizienter geworden. Nur eines hat sich nicht verändert, ihr Aussehen: schwarz-glänzende Platten mit einer Schutzhaut aus Glas, darunter die Photovoltaik-Zellen von der Größe einer kleinen Badezimmerkachel, die wie auf einem Schachbrett miteinander verlötet sind. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben nun farbige Module für die Gestaltung von Fassaden entwickelt, denen man ihren eigentlichen Zweck gar nicht mehr ansieht. 

"Die zündende Idee für die Entwicklung bestand darin, die Deckgläser der Module nicht mit Farbpigmenten einzufärben, sondern vielmehr den physikalischen Effekt des Schmetterlingsflügels nachzuahmen", sagt Thomas Kroyer, Leiter der Gruppe Beschichtungstechnologien und -systeme. Denn beschichtet man Gläser mit Pigmenten, büßen diese viel von ihrem Wirkungsgrad ein, weil das Licht nicht mehr ungehindert in das Modul eindringen kann.

Anders der Flügel des Morpho-Falters: Die im tropischen Regenwald lebenden Schmetterlinge erzeugen einen Farbeindruck nicht durch farbige Pigmente, sondern durch einen optischen Effekt: Die Schmetterlingsflügel haben eine mikrometerfeine Oberflächenstruktur, die gezielt einen engen Wellenlängenbereich, sprich eine Farbe, reflektiert.

Den Fraunhofer ISE-Experten ist es gelungen, eine ähnliche Oberflächenstruktur durch einen Vakuumprozess auf die Rückseite des Deckglases ihrer Photovoltaik-Module aufzubringen. Je nach Feinstruktur lassen sich so Deckgläser in knackigem Blau, Grün oder Rot herstellen. "Rund 93 Prozent des Lichts können diese Schicht durchdringen – nur etwa sieben Prozent werden reflektiert und lösen den Farbeffekt aus", erläutert Kroyer. Nach dem strahlend blau leuchtenden Morpho-Falter haben die Freiburger ihre Technologie "MorphoColor" benannt.

Neue Montagemethode verhindert störende Zwischenräume

Zu einem ansprechenden Aussehen gehört aber nicht allein die Farbe. Die Fraunhofer-Forscher haben eine weitere Lösung gefunden, um Photovoltaik-Anlagen schöner zu machen. Um zu verhindern, dass die aneinander gelöteten Photovoltaik-Zellen wie ein Schachbrett durch das farbige Deckglas schimmern, haben sie eine Montagemethode entwickelt, die an das Prinzip der Dachschindeln erinnert.

Dachschindeln werden überlappend aufeinander gelegt, damit der Regen abfließen kann. Entsprechend fertigen die Freiburger Solarforscher jetzt Photovoltaik-Zellen in Streifen an, die sie wenige Millimeter überlappend zu einem größeren Modul zusammenkleben. So entsteht ein homogenes Ganzes ohne störende Zwischenräume oder sichtbare Kontaktdrähte.


Die geschindelten Module werden vom 13. bis 15. Januar 2021 auf der Münchner Messe BAU, die in diesem Jahr im digitalen Format stattfinden, als Exponat gezeigt. Zu sehen gibt es ferner einen Solarthermie-Kollektor mit Morpho-Color-Beschichtung. Denn die im Vakuumverfahren bedampften Deckgläser lassen sich sowohl zu Photovoltaik-Modulen laminieren als auch in einen Kollektor zur solaren Wärmezeugung integrieren.

Auf diese Weise könnten Photovoltaik- und Solarthermie-Module künftig mit derselben Farbe versehen und praktisch unsichtbar nebeneinander auf das Dach oder an die Fassade montiert werden.