Für eine Fotovoltaik-Anlage, spötteln Kritiker, brauche man ein kleines Vermögen, ein Dach nach Süden, einen blinden Fleck in Sachen Ästhetik und vor allem viel Geduld für jene Novembertage, an denen die Sonne keinen Strom erzeugt. Der Spott könnte bald Vergangenheit sein. Eine neue Generation von Solarzellen sprengt das steife Korsett der Dachaufbauten: Sie sind so dünn, biegsam und bunt wie Geldscheine – und dennoch billig in der Herstellung. Sie produzieren auch dann noch Strom, wenn sie im Schatten liegen. Und sie lassen sich nahezu durchsichtig auf Glas lackieren.
Diese sogenannten Farbstoff-Solarzellen sollen einen alten Traum wahr machen: den Traum von preiswerter, allgegenwärtiger Solarenergie. Denn die Technik ermöglicht Strom erzeugende Radios, Handys, Laptops, ja sogar Fenster, die Sonnenlicht in Energie umwandeln.
Gerade kommen die ersten Farbstoff-Solarzellen in den Handel: Das chinesische Unternehmen Mascotte etwa verkauft Rucksäcke und Umhängetaschen, in denen die neuen Solarmodule Handys und MP3-Spieler mit Strom versorgen. Nach vier Stunden in der Sonne, verspricht der Hersteller, sei das Telefon komplett aufgeladen. Für ein E-Book--Lesegerät von Sony wiederum gibt es eine solare Schutzhülle mit gleicher Funktion. Farbstoff-Solarzellen eignen sich bestens „als Batterieladegerät für unterwegs“, sagt Philip Drachman vom US-Marktforschungsunternehmen Greentech Media.
Produktion in Druckmaschinen
Schon in den nächsten zwei Jahren wollen weitere Unternehmen die neuen Zellen in Großserie herstellen, darunter Dyesol aus Australien und SolarPrint aus Irland. Anders als klassische Solarzellen, die Strom mithilfe von teurem, hochreinen Silizium erzeugen, imitieren die neuen Zellen die Fotosynthese der Pflanzen: Farbstoffe, die dem pflanzlichen Chlorophyll ähneln, geben beim Auftreffen von Lichtteilchen Elektronen ab, die gesammelt und eingefangen werden.
Die Vorteile der neuen Zellen zeigen sich schon in der Fabrik. Siliziumzellen, aus denen heute die meisten Dach-Anlagen bestehen, müssen einen aufwendigen, mehrstufigen Veredelungsprozess durchlaufen. Farbstoff-Solarzellen dagegen können auf Hunderte Meter langen Rollen in Druckmaschinen produziert werden, zu Kosten, die laut dem US-Energieforschungsinstitut NREL spätestens in zehn Jahren bei rund 40 Cent je Watt Leistung liegen werden. Heutige Silizium-Zellen kosten mindestens das Dreifache.
Falten, biegen, rollen
Das Problem: Leistungsfähige Siliziumzellen wandeln etwa 18 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in Strom um. Ihre Farbstoff-Pendants erreichen außerhalb des Labors bislang maximal acht Prozent Wirkungsgrad. Forscher und Entwickler arbeiten unter Hochdruck daran, die Zellen ähnlich leistungsfähig zu machen wie Siliziummodule. Und viele sind optimistisch, dass ihnen das in den nächsten Jahren gelingen wird.
Denn erst dann können die Farbstoff-Solarzellen ihre Vorteile voll ausspielen. Sie sind millimeterdünn, federleicht, vielseitig und billig. Weil sie in einer hauchdünnen Kunststoffhülle stecken statt in einer Glasrüstung, lassen sie sich falten, biegen und rollen, ohne Schaden zu nehmen.
„Mehr als 100 Forschungslabore weltweit arbeiten daran, die Farbstoff-Solarzelle marktreif zu machen“, sagt Kalyan Kalyanasundaram, Wissenschaftler an der Schweizer Eidgenössischen Polytechnischen Hochschule in Lausanne (EPFL), „darunter große Konzerne wie Sony, Samsung oder Sharp.“ Der Solarforscher ist ein Schüler von EPFL-Wissenschaftler Michael Grätzel, dem Erfinder der Farbstoff-Solarzelle.
Der hat für seine „Grätzel-Zelle“ erst im Juni den mit einer Million Euro dotierten Millennium-Technologie-Preis gewonnen – eine Ehrung, die zuvor Legenden wie Tim Berners-Lee, dem Erfinder des World Wide Web (WWW), zuteil wurde. Zu den Farbstoff-Solarzellen-Pionieren gehört Timo Technologies. Das südkoreanische Unternehmen will ab 2012 Solarmodule für Straßenlaternen liefern. Die irische Gründung SolarPrint wiederum will 2011 glasversiegelte Module für tragbare Unterhaltungselektronikgeräte produzieren. Genaueres verraten die Gründer noch nicht. Nur so viel: „Wir sind im Gespräch mit großen Elektronikkonzernen“, sagt SolarPrint-Chef Mazhar Bari.
