Alle, die bisher nur aus ästhetischen Gründen auf die Installation von Photovoltaik verzichteten, dürfen sich freuen: Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben farbige Solarzellen aus günstigem Perowskit-Halbleitermaterial entwickelt. Sie lassen sich auf lange Sicht in Gebäudefassaden oder Dächern integrieren und imitieren dabei die Optik bekannter Baumaterialien.

Sogenannte Perowskit-Solarzellen zeigen nach Angaben des KIT schon jetzt im Labor Wirkungsgrade von über 25 Prozent – und das bei kostengünstigeren Ausgangsstoffen und einfacheren Herstellungsmethoden als ähnlich effiziente Silizium-Solarzellen. Jetzt gelte es nur noch, den auf kleinen Flächen erzielten hohen Wirkungsgrad auf große Flächen zu übertragen.
Perspektivisch könnten solche kosteneffizienten Solarmodule massenhaft in noch ungenutzte Gebäudeteile wie zum Beispiel Fassaden integriert werden. Weil für eine solche Nutzungen neben Kosten und Wirkungsgrad insbesondere auch die Ästhetik eine wichtige Rolle spielt, untersuchte das Forschungsteam zusammen mit dem Industriepartner Sunovation eine kostengünstige Tintenstrahldruck-Methode, mit der sich die Perowskit-Solarmodule einfärben lassen.

Farbeindruck unabhängig vom Lichteinfall

Der gewählte Ansatz bietet den Entwicklern zufolge noch einen weiteren Vorteil: Die verwendete Farbe hänge fast gar nicht vom Einfallwinkel des Sonnenlichts ab, sondern sehe immer gleich aus. In einer groß angelegten Experimentreihe konnten die Forschenden belegen, dass diese ursprünglich für Solarmodule aus Silizium entwickelte Methode auch bei Perowskit-Solarmodulen effizient anwendbar ist. Die lebhaft in den Basisfarben Cyan, Magenta und Gelb kolorierten Solarzellen zeigten bis zu 60 Prozent der ursprünglichen Effizienz beim Umwandeln von Solarenergie in Strom.

Marmoroptik dank Farbmischung

Außerdem können diese Farben dank der Tintenstrahldrucktechnik gemischt werden. Damit sei nicht nur ein weites Farbspektrum möglich, sondern auch der Druck komplexer Farbmuster. Die Forschenden nutzten dies, um Solarmodule in der Optik von verschiedenen Baumaterialien herzustellen. Besonders effizient zeigten sich Perowskit-Solarmodule in weißer Marmoroptik. Hier konnte das Team Wirkungsgrade von bis zu 14 Prozent erreichen. 14 Prozent klingt wenig, ist es aber nicht: Eine integrierte Solarzelle mit geringer Effizienz ist schließlich besser als eine Wand, die gar keinen Strom liefert.

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