Mithilfe der Dünnschichttechnik machen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF aus tristen schwarzen Solarmodulen bunte Designobjekte. Das tut nicht nur der Optik gut, mit dem Verfahren lässt sich auch viel Licht einfangen – und es ist kostengünstig.
Kevin Füchsel, Projektleiter am Fraunhofer IOF in Jena und sein Team erarbeiten die Grundlagen zur Herstellung von bunten Solarzellen aus hauchdünnen Siliziumwafern, die sich besonders für Designfassaden und Hausdächer eignen. Damit viel Licht in das Siliziumsubstrat gelangt, erhält die Halbleiterschicht dabei eine optisch neutrale Schutzbarriere (Insulator), auf die eine hundert Nanometer dünne Oxidschicht aufgetragen wird. Dieses Transparent Conductive Oxid (TCO) ist leitfähig und hilft in erster Linie dabei, möglichst viele Lichtteilchen in die darunter liegende Halbleiterschicht zu lenken. „Das TCO hat eine geringere Brechzahl als Silizium, daher wirkt es als Entspiegelungsschicht“, erläutert Füchsel.
Der einfache Aufbau der Solarzelle mit der transparenten Frontschicht biete einen weiteren Vorteil: Man kann damit nicht nur mehr Licht einfangen, sondern die Module lassen sich auch in verschiedenen Farben und Formen gestalten. Dafür werde die physikalische Dicke des transparent leitfähigen Oxids variiert oder die Brechzahl verändert.
Auch bei der Auswahl des Beschichtungsmaterials gehen die Forscher innovative Wege: Während heute meist das teure Indiumzinnoxid (ITO) benutzt wird, arbeite man im IOF-Labor am Einsatz von kostengünstigerem Zinkoxid, dem Aluminium beigemischt werde. (Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft/hw)
