Die Sonne bleibt draußen

  • 25. April 2005


Die Sonne bleibt draußen

Physik Journal – Photochromes Glas färbt sich automatisch stark ein, wenn es intensivem Sonnenlicht ausgesetzt wird.

Wenn es im Sommer im Büro unerträglich heiß wird und Lichtreflexe das Arbeiten am Bildschirm erschweren, kann ein transparenter Sonnenschutz am Fenster Abhilfe schaffen. Zu diesem Zweck hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg nun beschichtete Scheiben vorgestellt, die sich bei Bestrahlung automatisch einfärben und im Dunkeln wieder transparent werden.

Photochromes Glas färbt sich stark ein, wenn es intensivem Sonnenlicht ausgesetzt wird. (Quelle: ISE)

Solche photochromen Gläser gibt es bereits seit längerem für Brillen. Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen Materialien weist die Neuentwicklung auch bei höheren Temperaturen einen hohen Färbekontrast auf: Unter Beleuchtung mit Sonnenlicht von 1000 W/m 2 geht die Transmission im sichtbaren Spektralbereich innerhalb von 15 Minuten von 60 % auf 4 % zurück.

Dem photochromen Fenster liegt ein Mehrschichtsystem zugrunde aus einer katalytischen Platinschicht sowie je einer nanoporösen WO 3- und TiO 2-Schicht, die auf das Glassubstrat aufgebracht sind. Die Poren enthalten einen Elektrolyten mit positiven Lithium-Ionen und negativen Iod-Ionen. Auf dem Titandioxid befinden sich Farbstoffmoleküle, die vom einfallenden Licht angeregt werden und dadurch Elektronen über das TiO 2 in das Wolframoxid injizieren. Gleichzeitig lagern sich die Lithium-Ionen an das WO 3 und die Iod-Ionen geben Elektronen an die Farbstoffmoleküle ab. Durch diese Prozesse färbt sich das Wolframoxid blau ein. Im Dunkeln führen Rekombinationsreaktionen, beschleunigt durch den Platin-Katalysator, zur Entfärbung.

Eine vergleichbare Einfärbung lässt sich auch mit elektrochromen Fenstersystemen erreichen, die jedoch eine externe Spannungsversorgung und damit transparente Elektroden erfordern. Das photochrome System ist daher in der Herstellung wesentlich einfacher und damit auch billiger.

Jan Oliver Löfken

Quelle: Physik Journal, Mai 2005

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