Intelligente Fenster verwandeln sich beim Übergang in Solarzellen

In den USA werden 74 % des Energiebedarfs von Wohn- oder Geschäftsgebäuden verbraucht. Besonders signifikant ist bei Solarfenstern die Tatsache, dass bei starker Sonneneinstrahlung die erzeugte Elektrizität schneller verbraucht als produziert wird. Der Effekt der Erwärmung sorgt für eine erhöhte Nutzung von Klimaanlagen, die auf der Rangliste der Stromfresser weit oben stehen.

Energie und Kühlungseffekt dank „thermochromer“ Photovoltaik-Anlage

Wissenschaftler des National Renewable Energy Laboratory des US-Energieministeriums arbeiten an einer „thermochromen“ Photovoltaik-Technologie. Im Rahmen der Studie, die in Nature Communications vorgestellt wurde, ist es den Forschern gelungen, PV-Folien zu entwickeln, die sowohl Gebäude kühl halten als auch Strom erzeugen. So soll die Nutzung von Klimaanlagen bei intensiver Sonneneinstrahlung reduziert werden.

Die wichtigsten Punkte im Überblick:

Zu den Komponenten des Fensters gehören drei Materialien, ein dünner Film des neu entstehenden Solarzellenmaterials Formamidinium-Metallhalogenid-Perowskit (MHP) und ein Lösungsmitteldampf, der dazwischen injiziert wird. Bei moderater Lichteinstrahlung herrscht eine niedrige Luftfeuchtigkeit und der Film bleibt transparent. Liegt die Temperatur zwischen 35 und 46 °C und entsteht Dampf, ordnen sich die Perowskitkristalle in drei verschiedene Formen um, was zu einer unterschiedlichen Farbschattierung und Lichtblockierung von gelb bis braun führt. Nach Färbung des Films (binnen Sekunden) beginnt die Stromerzeugung. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung steigt auf 4,69 %.

Wie geht es weiter?

Das Ziel des Forscherteams lautet, im Zeitraum von einem Jahr einen Fensterprototypen zu entwickeln, der mit der neuen Technologie ausgestattet ist. Dafür sollen weitere Forschungen angestellt werden, um herauszufinden, wie häufig das thermochrome Fenster in einen stromerzeugenden Betriebsmodus gesetzt werden kann.