Energiegewinnung an Glasfassaden

  • 27. October 2015

TOP-Projekt lotet Marktfähigkeit von Organischer Photovoltaik aus.

Im Rahmen der Förderinitiative „Organische Elektronik – Grundlagen der Technologie und Anwendungsszenarien“ startete im Juli 2015 das internationale, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Forschungsprojekt „Transparente organische Photovoltaik (OPV)-Glasfassade, (Projektname: TOP). Ziel ist es, an einer beispielhaften Anwendung die Einsetzbarkeit und Marktfähigkeit der OPV-Technologie im Bereich von Gebäudefassaden nachzuweisen.

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Abb.: Prinzipdarstellung einer transparenten OPV- Glasfassade. (Bild: Heliatek)

Das TOP-Projekt adressiert das zentrale Thema der Energieversorgung in Deutschland und Europa. In Europa werden pro Jahr 20 Millionen m² Glasflächen für Gebäude-Fassaden (Bürogebäude und öffentliche Einrichtungen) verbaut. Diese Flächen stehen damit jährlich für die alternative Energiegewinnung zur Verfügung ohne dass dafür extra eigene Flächen benötigt oder verbaut werden müssten. Bisher sind diese Flächen mit den herkömmlichen PV-Technologien nicht oder nur eingeschränkt zugänglich. Große Glasfassaden werden aus ästhetischen oder finanziellen Gründen oft nicht mit PV Technologien versehen. Klassische Siliziumwafer sind nicht transparent, was ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Glasfassade einschränkt. Des Weiteren ist die mechanische Integration von brüchigen, kleinflächigen Wafern in VSG-Glas kostenintensiv, was den flächendeckenden Einsatz in Glas verbietet. Andere Dünnschichttechnologien haben oft einen rötlich bräunlichen Farbton, welcher den hohen ästhetischen Ansprüchen von Architekten nicht genügt.

Mit dimensionierbaren Solar-Folien wird eine einfache und großflächige Integration in VSG-Glas und sogar in gebogene Gläserermöglicht. Eine Vielzahl von Glasanwendungen im Bereich der Fassade ist transparent oder teiltransparent, auch hier bietet die angestrebte Technologie eine Lösung, denn die Folien können flächig transparent gestaltet werden. Langfristiges Ziel ist die Erreichung einer Transparenz im Bereich von 50% bei maximaler Effizienz. Aktuell befindet sich die Technologie auf dem Laborstand von 40% Transmission bei einer Effizienz von 7%. Eine Vielzahl von Anwendungen kann mit nicht transparenten Folien bedient werden, jedoch erweitern sich die Anwendungsmöglichkeiten mit transparenten Folien deutlich z.B. auf den Bereich Fenster, Sonnenschutzverglasung und Durchsicht-Fassaden.

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Abb.: Folienbearbeitung mit Rolle-zu-Rolle-Verfahren. (Bild: Heliatek)

Die Firma Heliatek will daher in Zukunft in der Rolle-zu-Rolle (RzR)-Produktionsanlage auch transparente Solar-Folien herstellen. Für das hier im Projekt geplante erste Anwendungssystem wird eine Transmission von 15-30% bei einer Effizienz von 8-10% angestrebt. Die Universität Ulm und Heliatek erforschen die benötigten Absorbermaterialien und CreaPhys reinigt und analysiert diese. Das Fraunhofer Institut FEP erforscht zusammen mit Heliatek die Herstellungsprozesse für das transparente Topkontaktsystem und die Vorverkapselung. Anschließend führt Heliatek die Entwicklungsstränge zusammen und stellt transparente OPV-Folien her. Diese werden dann von AGC in das Glas-System integriert und an die Lindner-Group weitergegeben. Diese integriert das Glas-System anschließend in einen Fassadendemonstrator. Das Fraunhofer Institut ISE bestimmt und analysiert die Langzeitstabilität der produzierten Folien- und Glas-Systeme.

Das TOP-Projekt soll am Beispiel der Demonstratoranwendung „Transparente OPV-Glasfassade“ die Einsetzbarkeit und Marktfähigkeit der OPV-Technologie nachweisen. Die OPV-Folien können in Zukunft in vielen, ganz unterschiedlichen Produkten, Märkten und Anwendungen genutzt werden.

Zur Umsetzung ihrer Ziele erhalten die Verbundpartner 5,0 Millionen Euro an Fördergeldern durch das BMBF, das damit ca. 47% der Kosten des bis Mitte 2018 laufenden Projektes übernimmt.

Heliatek / FEP / LK

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  • 08. December 2016

Die Simulation von mole­ku­laren Strö­mungen ist nach wie vor eine be­son­dere Heraus­for­de­rung. Die üb­licher­weise ver­wen­deten sta­tis­ti­schen Metho­den (Monte-Carlo-Simula­tio­nen) sind gerade bei geringen Par­ti­kel­geschwin­dig­kei­ten in Va­kuum­sys­te­men un­ge­nau und über­aus re­chen­auf­wän­dig.

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