Fenster als Kraftwerke
Stromerzeugende Fenster sind keine Zukunftsmusik mehr. Neue Entwicklungen aus Forschung und Industrie machen Glasflächen in Fassaden zu aktiven Energiequellen, ohne den Ausblick zu beeinträchtigen.
Eine Lösung setzt auf Spezialfolien, die sichtbares Licht gezielt an die Kante der Glasscheibe leiten. Dort nehmen PV-Streifen, oft aus Hochleistungsmaterial wie GaAs, das Licht auf und wandeln es in Strom um. Nur an der Kante braucht es Solarzellen, wodurch Material und Ressourcen gespart werden. Die Durchsicht bleibt erhalten, das Fenster bleibt transparent.
Ein Forschungsteam der Universität Nanjing konnte mit cholesterischen Flüssigkristallen einen Prototyp entwickeln, der eine optische Effizienz von über 18% erreicht und unter realen Bedingungen stabile Werte liefert. Für ein typisches Fenster mit zwei Metern Höhe ergibt sich eine starke Konzentration des Lichts an der Randzone. Die Beschichtung ist industriell herstellbar und für grosse Fassaden geeignet.
Durchsichtige Tandemzellen
Das EU-Projekt CitySolar präsentiert eine andere Innovation. Zwei kombinierte PV-Schichten (oben Halid-Perowskit, unten Organik) holen Energie aus unterschiedlichen Lichtspektren, während sichtbares Licht durchgelassen wird. Somit bleiben Raumhelligkeit und Ausblick unverändert, das Fenster „sieht aus wie ein Fenster“, produziert aber Strom.
Mit einem Wirkungsgrad von 12,3% und 30% Transparenz wurde ein neuer Rekord für durchsichtige PV-Module erzielt. Der Aufbau eignet sich für Büro- und Wohngebäude sowie Hochhäuser mit grossen Glasfronten.
Zukunft und Potenzial
Forschende und Industriepartner arbeiten an noch höheren Wirkungsgraden und besseren Produktionsmethoden. Herausforderungen bestehen bei der Balance von Transparenz und Effizienz sowie bei der Integration in bestehende Bauprozesse. Doch in Projekten wie denen von ZEISS oder dem internationalen CitySolar-Konsortium wird deutlich, wie gross das Marktpotenzial ist.
Transparente Solarzellen und intelligente Glasflächen ebnen den Weg zu Gebäuden, die ihren Strombedarf teilweise selbst decken. Fenster als Kraftwerke sind in greifbare Nähe gerückt und werden die Energiewende in urbanen Räumen entscheidend mitprägen.