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Fensterscheibe mit Solarkraftwerk
22.04.2017
Jede Fensterscheibe lässt sich prinzipiell in ein kleines Solarkraftwerk verwandeln. Ein Weg dahin sind spezielle transparente, aber auch teure Solarzellen, die immer noch ausreichend Sonnenlicht in das Innere eines Gebäudes dringen lassen.
Eine deutlich günstigere Alternative haben nun amerikanische Wissenschaftler an einer großen Glasscheibe demonstriert und berichten über ihren Prototyp in der Zeitschrift „Nature Energy“.
Beschichtet mit einem Film aus lichtaktiven Nanokristallen, sogenannten Quantenpunkten, konnte die Glasscheibe Sonnenlicht eingefangen und konzentriert an ihre Ränder lenken.
Dort brachten die Forscher konventionelle Solarzellen an, die aus dem umgelenkten Licht elektrischen Strom erzeugten.
Die Quantenpunkte lagerten die wissenschaftler in einen hauchdünnen Kunststofffilm ein. Mit diesem lichtaktiven Film beschichteten sie eine 90 mal 30 Zentimeter große Glasscheibe. Fiel nun Sonnenlicht auf diese Scheibe, drang genug Licht hindurch, um einen Innenraum ausleuchten zu können. Kurzwelliges, energiereiches Licht wurde jedoch absorbiert und regte die Quantenpunkte zur Emission von Photonen an. Dieses Licht aus den Nanokristallen ließ sich effizient an die Ränder der Glasscheibe lenken. Dort montierten die Forscher konventionelle, undurchsichtige Solarzellen, die aus dem ablenkten Licht elektrischen Strom erzeugten.
Auf die gesamte Fläche des Fensters bezogen ist die Effizienz dieser Solarfenster mit zwei bis drei Prozent Wirkungsgrad noch gering. Doch dafür könnte eine lichtaktive Beschichtung deutlich günstiger gefertigt werden als Solarmodule. Die erfinder halten es für möglich, die Stromausbeute mit besseren Quantenpunkten auf etwa sechs Prozent steigern zu können. Dann könnten viele herkömmliche Fensterscheiben mit den lichtaktiven Kunststofffilmen ausgestattet werden und wirtschaftlich Solarstrom erzeugen. In Zukunft wäre sogar vorstellbar, Privathäuser und Bürotürme mit solchen Solarfenstern auszustatten, damit diese Häuser zumindest einen Teil des benötigten Stroms selbst produzieren könnten.
