Strom aus der Fahrzeugkarosserie

Eine Nutzung von Sonnenstroms für den Energiebedarf eines Automobils rückt immer näher. Elektrik-Multis wie General Electric (GE) arbeiten an der Forschung und Entwicklung von Mini-Solarzellen oder Nano-Solarzellen auf Basis von Farbstoffen. Diese Zellen, auf der Fahrzeugkarosserie aufgetragen, sollen die Umwandlung der Sonnenlicht in Bordstrom bewerkstelligen.

Laut dem US-Konzern GE werden Solarzellen nicht nur immer leistungsfähiger, sondern auch kleiner und leichter. Dies seien zwei Entwicklungstrends, die den Zelleneinsatz auf der Fahrzeugkarosserie beschleunigten. Heutige Zellen könnten schon rund 30 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in Strom umwandeln. Die kleinsten Solarzellen der Welt sind dabei nur noch unter dem Mikroskop erkennbar.

Moderne, kleinste Silizium-Lösungen erzielen auf Haube, Dach und Heckklappe eines Fahrzeugs den größten Wirkungsgrad, was allerdings durch den bislang einzigen technisch möglichen FArbton auffallen würde auffallen würde. Bisher ist es nicht möglich, diese Art von Fotozellen mit einer gewünschten Farbe zu versehen, ein grauer Farbton wäre in Kauf zu nehmen. Allerdings gehen die Entwickler davon aus, dass bis zur Serienreife in fünf Jahren auch in farblicher Richtung einiges getan haben könnte, so GE.

Gute Chancen für den automobilen Anwendungsbereich sehen Experten ebenso für die Farbstoffsolarzelle, auch Grätzel-Zelle genannt. Sie eigne sich zusätzlich für Karosserieseitenflächen, die nicht immer einer direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Diese Grätzel-Zellen sind in der Lage jede Form von Licht in Strom umgewandelt.

Die Zellen arbeiten nach dem Prinzip der pflanzlichen Photosynthese. Sie enthalten einen Farbstoff, der mit nanokristallinen Partikeln aus Titandioxid (weiß) verbunden ist. Die Komponenten reagieren bei Lichteinfall und setzten den Energie-Umwandlungsprozess in Gang. In der Herstellung sind diese Zellen halb so teuer wie konventionelle Silizium-Pendants. Und da die Grätzel-Zelle auch diffuses Licht in Energie umzuwandeln kann, erreicht sie eine um den Faktor zwei höhere Effizienz.

Der bisher festgestellte Wirkungsgrad der mikroskopischen Zellen liegt bei zirka elf Prozent. Die Forscher sind sich sicher, dass dies nicht das Ende der Möglichkeiten ist. Einen Energieumwandlungsgrad von knapp über 30 Prozent halten sie für erzielbar. Unabhängig vom Wirkungspotential, mit der Serienreife und der Verwendung am Automobil der Photovoltaik-Elemente für die Fahrzeugoberflächen ist nicht vor 2020 zu rechnen. gz/mid