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Farbige Module

Farbige Module: Die Trendfarbe der Zukunft heißt Solar

Die Solarbranche zieht alle Register. Neben Effizienz und Leistung liegt das Augenmerk nun auch auf Design und Optik. Inspiriert von den Flügeln des Schmetterlings hat das Fraunhofer Institut ISE eine innovative Farbbeschichtung entwickelt. Farbige Module sind nun also voll im Trend.

Die Energiewende, das weiß man, ist nur mit dem vermehrten Einsatz Erneuerbarer Energien möglich. Logische Schlussfolgerung: Ertragsarme Grünflächen und Gebäudefassaden werden in den nächsten Jahren vermehrt mit sonnigen Modulen ausgestattet. Bisher konzentrierte sich die Entwicklung der Solarbranche vornehmlich auf die Optimierung des Wirkungsgrads, der Lebensdauer und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Doch seit einiger Zeit gewinnt auch ein weiterer Aspekt immer mehr an Bedeutung: die Optik. Das Fraunhofer Instituts ISE bringt mit dem neuartigen Beschichtungsverfahren namens „MorphoColor“ reichlich Farbe ins Sonnenspiel.

Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen sollen mit homogenen farbigen Oberflächen ausgestattet werden. Inspiriert wurden die Freiburger Wissenschafter*innen vom größten Schmetterling der Welt: dem Morpho-Falter. Dessen Besonderheit liegt in der metallisch-blauen Färbung seiner Flügel. Diese ist auf einen physikalischen Effekt des Schmetterlingsflügels zurückzuführen und nicht auf Farbpigmente auf der Flügeloberfläche. Forscher*innen machen sich diesen Effekt nun für Solaranlagen zunutze.

Photovoltaik im schönen Gewand

Man kann also sagen: Die Solarbranche bekennt plötzlich Farbe – und sorgt damit womöglich für einen zusätzlich Schub. Denn die schönere optische Gestaltung von Solaranlagen kann die Akzeptanz in der Bevölkerung erhöhen und den Ausbau Erneuerbarer Energien vorantreiben. Gerade wenn es um große Freiflächenanlagen geht, wurde immer wieder moniert, diese würden das Landschaftsbild stören. Das könnte sich mit farblich besser integrierbaren Panelen nun ändern. Eines darf bei der kreativen Gestaltung jedoch niemals außer Acht gelassen werden: Die Module müssen auch weiterhin genügend Sonnenstrom erzeugen.

Kein einfaches Vorhaben, wie vergangene Entwicklungen beweisen. Denn bisher konnte weder Farb- noch Energieleistung überzeugen. Das Fraunhofer Institut ISE hat nun aber endlich die bunte Lösung: MorphoColor soll farbige Module bei minimalen Energieverlusten ermöglichen.

Farbige Module folgen einer echt tierischen Vorlage

Und Anleihe nimmt man sich hierfür – wie passend – in der Natur. Der Morpho-Falter ist ein im tropischen Regenwald lebender Schmetterling und diente den Energie-Expert*innen als Vorbild. Seine stechend blaue Farbe hat er der mikrometerfeinen Oberflächenstruktur seiner Flügel zu verdanken. Diese reflektieren nur einen sehr engen Wellenlängenbereich, und darum ist nur eine Farbe für uns sichtbar. Das Besondere: Sonnenlicht kann dennoch ungehindert die Oberfläche durchbrechen. Sprich: Eine solche Struktur kann eine kräftige Färbung und gleichzeitig eine hohe Energieausbeute erzielen – perfekte Voraussetzung für Solarzellen.

Dieser kleiner Schmetterling könnte die Solarbranche revolutionieren.

Fraunhofer-Expert*innen ist es tatsächlich gelungen, eine ähnliche Oberflächenstruktur auf die Rückseite des Modul-Deckglases aufzubringen. Je nach Feinstruktur strahlen diese nun in einem satten Blau, Grün oder auch Rot. „Rund 93 Prozent des Lichts können diese Schicht durchdringen – nur etwa sieben Prozent werden reflektiert und lösen den Farbeffekt aus“, betont Thomas Kroyer, Leiter der Gruppe Beschichtungstechnologien und –systeme, stolz.

Unsichtbare Zellen sorgen für Grünstrom

Die beschichteten Deckgläser werden mithilfe eines Vakuumverfahrens an die Module angebracht. Diese eignen sich jedoch nicht nur für den Einsatz auf Photovoltaik-Modulen. Zusätzlich lassen sie sich ganz einfach in einen Kollektor für solare Wärmezeugung integrieren. Beide solaren Technologien könnten mit einer Entwicklung bedient werden. Doppelt hält ja bekanntlich immer besser. Damit MorphoColor-Module sich nun perfekt an die Gebäudestruktur anpassen können, folgt auf die Befestigung der Beschichtung eine eigens entwickelte Montagemethode.

Denn aneinandergelötete Photovoltaik-Zellen könnten durch das farbige Deckglas schimmern und das homogene Ganze stören. Die Lösung: Solarzellen werden in Streifen angefertigt, die nur wenige Millimeter überlappend zu einem großen einheitlichen Modul zusammengeklebt werden. Störende Zwischenräumen oder sichtbare Drähte können somit vermieden werden. „Man kann aus verschiedenen Winkeln auf unsere geschindelten Photovoltaik-Module mit MorphoColor-Beschichtung blicken – und trotzdem bleibt der homogene Eindruck“, so Kroyer.

Der Weg in eine bunte Solarbranche

Die beschichteten Deckgläser befinden sich derzeit noch im Prototypstadium. Erste Testmodule wurden bereits hergestellt, Wissenschafter*innen arbeiten nun am letzten Feinschliff. Denn in Zukunft soll das Beschichtungsverfahren auch im industriellen Produktionsmaßstab seinen Platz finden. Und die Welt der Stromerzeugung bunter machen.

✅ Text: Sandra Rainer
✅ Fotos: Fraunhofer ISE, UNSPLASH / Ashley Rich
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