Der Wirkungsgrad einer Solarzelle ist auf den ersten Blick das Mass aller Dinge. Allerdings spielen weitere Komponenten eine Rolle. Es geht beispielsweise um Faktoren wie Gewicht, Dicke, Flexibilität oder auch die Energiebilanz bei der Produktion. Und schon kommt die organische Solarzelle zum Zug.
Einen klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen, ist, Rahmen der Energiewende, ein zentrales Ziel. Es gilt auch in der Schweiz entsprechende Voraussetzungen zu schaffen. Gebäude verursachen rund ein Drittel der CO2-Emissionen und des gesamten Energieverbrauches. Im Neubau ist man hier in der Schweiz schon ein gutes Stück des Weges
vorangegangen. Im Bereich der Gebäudesanierung gibt es aber noch viel Luft nach oben. Eine Möglichkeit, den Energiebedarf von Gebäuden zu senken, ist beispielsweise die energieeffiziente Gebäudesanierung, die auch einen wesentlichen Einfluss auf die Reduzierung der CO2-Emissionen hat. Die organischen Solarfolien können hier mit Argumentationsfiguren
punkten und einen gewichtigen Anteil dazu beitragen.
DER AUFBAU
Mit was haben wir es hier eigentlich zu tun? Auf den ersten Blick sind organische Solarzellen viel flacher wie die klassischen PV-Platten und sind sogar aufrollbar. Bei den Solarzellen lässt sich über organische Moleküle oder auch Polymere Solarstrom erzeugen. Sie bestehen aus
Werkstoffen der organischen Chemie, das heisst Kohlenwasserstoff- Verbindungen.
Die Elektroden bestehen aus Metallen oder anorganischen Oxiden, wie beispielsweise
Indium-Zinn-Oxid (ITO). Zur Herstellung organischer Solarzellen werden schnelle und effiziente Rolle-zu-Rolle- Verfahren genutzt.
DIE EINSATZMÖGLICHKEITEN
Am Beispiel der Lösungen des Anbieters Heliatek lassen sich die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten verdeutlichen. HeliaSol® ist eine extrem leichte, sehr dünne und flexible Solarfolie, die in einem energiesparsamen Rolle-zu-Rolle-Verfahren unter Vakuum in Deutschland produziert wird. Ausgestattet mit einer selbst klebenden
Rückseite kann die Folie ohne weiteren Montageaufwand direkt auf eine Vielzahl
an Oberflächen aufgebracht werden, ohne die Struktur darunter zu beeinträchtigen
oder nennenswertes Gewicht zu erzeugen. Profilierte Metallfassaden von Lagerhallen,
Leichtbaustrukturen, gewölbte Flächen und Dachstrukturen, die einen Einsatz konventioneller
Photovoltaik-Technologien unmöglich machen – hier kommen die flexiblen Leichtgewichte des Dresdner Unternehmens zum Einsatz. Eine Hinterlüftung ist nicht notwendig, da die Folien
bei hohen Temperaturen im Gegensatz zur kristallinen Solartechnologie nicht an Leistung verlieren und somit nicht gekühlt werden müssen.
VORTEILE BENENNEN
Diese mechanisch äusserst flexiblen Energiekonverter sind mit circa 1.5 Kilogramm
pro Quadratmeter deutlich leichter als konventionelle Halbleitersolarzellen mit starrem Frontglas. Sie sind nur 250 Mikrometer dick und werden aus organischen Kohlenwasserstoff-
Verbindungen hergestellt. Haben die Zellen ihre Schuldigkeit getan, können sie einfach im Biomüll entsorgt werden. Die Vorteile gegenüber den Halbleiter- Solarzellen liegen auf der Hand: gute Energiebilanz bei der Herstellung, Montage an Orten mit anspruchsvoller
Topologie und einfaches Recycling.
Aufgrund des einzigartigen Herstellungsverfahrens mit einem extrem sparsamen Materialeinsatz produzieren die Solarfolien 80-mal mehr Energie über die gesamte
Lebensdauer, als für ihre Herstellung verwendet wird. Im Vergleich zu anderen Solartechnologien liegt der Energiebedarf in der Produktion bei einem Drittel.
Nur ein Gramm organisches Material wird für die Herstellung von einem Quadratmeter
Solarfolie benötigt. Es werden keine seltenen Erden oder Metalle wie Indium und keine
knappen Ressourcen im Produktionsprozess verwendet. Vergleicht man den CO2-
Ausstoss aller Energiegewinnungsarten, bieten die Solarfolien von Heliatek mit weniger als 20 Gramm CO2 pro kWh eindeutig den geringsten CO2-Fussabdruck.
ZIELE GESETZT
2006 als Spin-off der TU Dresden (D) und der Universität Ulm (D) gegründet ist Heliatek heute Technologieführer im Bereich der organischen Photovoltaik (OPV).
Heliatek vollzieht aktuell den Wandel von der Technologieentwicklung hin zur industriellen Produktion. Am Hauptsitz in Dresden produziert Heliatek auf seiner ersten Rolle-zu-Rolle-Produktionsanlage und baut parallel dazu den Maschinenpark für seine Serienproduktion auf.
Mit dem Start der neuen Produktionsanlage 2020 setzt sich Heliatek zum Ziel, die Zukunft
der dezentralen und dekarbonisierten Energiegewinnung aktiv mitzugestalten. Mit der geplanten Serienproduktion richtet sich Heliatek vor allem an den Gebäudemarkt im B2B-Segment. Strom dort gewinnen, wo er benötigt wird, das ist eine Möglichkeit für die Städte von morgen, ihre CO2- Bilanz zu verbessern. Und Heliatek wird ab dem nächsten Jahr einen wesentlichen Baustein dafür liefern. Das Geschäftsmodell umfasst die Lieferung von kundenspezifisch hergestelltem HeliaFilm® an Industriepartner aus den Bereichen
der Baumaterialindustrie. Die einsatzfertige Solarlösung HeliaSol® zielt auf den Renovierungsmarkt und kann auf bereits existierende Gebäudehüllen aufgebracht werden. Heliatek beschäftigt derzeit um die 150 Mitarbeiter an den Standorten Dresden und Ulm.
