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Faszination Technik Diffuses Sonnenlicht mit farbigen Designelementen einfangen

Quelle: Pressemitteilung Universität des Saarlandes / Redakteur: Dorothee Quitter 2 min Lesedauer

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In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute: wie Stromerzeugung und Baudesign mittels biegsamer lumineszierender Solarkonzentratoren kombiniert werden können.

An der Universität des Saarlandes wurde ein flexibles, farbiges, silikonartiges Material entwickelt, das sich für lumineszierende Solarkonzentratoren eignet. Diese konzentrieren einfallendes Licht an den Seitenrändern. Werden dort Mikrosolarzellen angebracht, kann Strom erzeugt werden.(Bild: Oliver Dietze)
An der Universität des Saarlandes wurde ein flexibles, farbiges, silikonartiges Material entwickelt, das sich für lumineszierende Solarkonzentratoren eignet. Diese konzentrieren einfallendes Licht an den Seitenrändern. Werden dort Mikrosolarzellen angebracht, kann Strom erzeugt werden.
(Bild: Oliver Dietze)

Herkömmliche Photovoltaikelemente zur Energieerzeugung sind dunkel und steif. Sie benötigen die direkte Sonneneinstrahlung um effiziente Energieumwandlungsarbeit zu leisten. Aber nicht überall will man sie verbauen und nicht immer ist genügend Sonneneinstrahlung vorhanden.

Lumineszierende Solarkonzentratoren können diffuses Sonnenlicht einfangen

Eine Lösung bieten so genannte lumineszierende Solarkonzentratoren. Sie bestehen aus Kunststoff und können nicht nur den direkten, sondern auch den indirekten Anteil des Sonnenlichts einfangen, um ihn für die Stromerzeugung zu verwenden. Das Funktionsprinzip hinter dieser Technologie ist, dass ein fluoreszierender Farbstoff, der in Kunststoff eingebettet ist, durch bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts angeregt wird. Dabei werden Elektronen im Farbstoff auf höhere Energieniveaus angeregt; beim Zurückfallen in den Grundzustand schließlich wird Licht einer längeren Wellenlänge emittiert, welches an den Rändern aufkonzentriert wird. Bringt man hier Mikrosolarzellen an, lässt sich Strom erzeugen. Dieses Prinzip funktioniert selbst mit diffusem Licht in der Dämmerung. Lumineszierende Solarkonzentratoren ermöglichen so die Kombination von Energieerzeugung und farbigen Designelementen beispielsweise im Bereich des Bauwesens.

Jetzt sind biegsame Bauelemente möglich

Bisher konnten solche Elemente jedoch nur aus hartem Plastik, wie zum Beispiel Plexiglas, erzeugt werden. Seit einigen Jahren wird an der Universität des Saarlandes deshalb an flexiblen, silikonartigen Materialen geforscht, die speziell für optische Anwendungen geeignet sind. „Unser Material, welches aus einem speziell vernetzten Silikonharz besteht, ermöglicht nun auch flexible Bauelemente“, erläutert Guido Kickelbick, Professor für Anorganische Festkörperchemie. Aufgrund der chemischen Eigenschaften des in Saarbrücken synthetisierten Materials zeigen die Bauelemente eine hohe Umwandlungsleistung und eine hohe Lebensdauer, was sie für Außenanwendungen prädestiniert.

Integration in Lärmschutzwände an Autobahnen

Die bunten, transparenten und lichtdurchlässigen Solarkollektoren stellen somit eine Ergänzung zu herkömmlichen Photovoltaikelementen dar. Sie können aufgrund der ansprechenden Optik direkt in Gebäudestrukturen integriert werden, beispielsweise in Lärmschutzwände an Autobahnen. Bisher wurden lediglich rote Farbstoffe für die Einbettung verwendet – weitere Farben sind geplant.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Polymer Chemistry veröffentlicht.

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