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Zukünftig könnte ein Hausanstrich einen Grossteil des eigenen Strombedarfs decken. Sogenannte Solarfarben stehen kurz vor dem kommerziellen Markteintritt und bieten auch sonst viele Vorteile.

von Flavia Müller

Solarfarbe ist eine Flüssigkeit mit fotovoltaischen Eigenschaften, die es ihr ermöglichen, Sonnenlicht zu absorbieren und in Strom umzuwandeln. Aufgebracht auf ein Stück Glas oder eine andere Oberfläche, auf der ein Schaltkreis angebracht ist, hat man seine eigenen Solarzellen. Soweit die Theorie. Doch schon bald könnten solche Farben flächendeckend in den Handel kommen.

Solarfarben können aber auch auf die gleiche Weise aufgetragen werden, wie ein Kopiergerät oder eine Druckmaschine funktioniert: Die Farbe wird auf eine flexible Glasscheibe aufgetragen, die durch eine Presse läuft. Dieser Produktionsprozess erfordert weniger Materialien und ist auch viel weniger energieintensiv, was einen höheren EROI (Energierücklauf auf die investierte Energie) und somit geringere Emissionen bei der Herstellung von Solarzellen bedeutet.

Einer der grössten Vorteile von Solarfarben ist sicher die Geschwindigkeit, mit der sie hergestellt und aufgetragen werden können. Schon jetzt ist es für die Hersteller schwierig, mit der zunehmenden Nachfrage nach Solarmodulen Schritt zu halten – Tendenz weiter steigend –, um die Klimaziele von Paris zu erreichen.

Ein weiterer Pluspunkt ist die passive Strahlungskühlung, denn Solarfarbe reflektiert die Sonne und senkt dadurch die Oberflächentemperatur von zum Beispiel einem Dach, einer Wand oder einem Fenster um 10,8 Grad. Dadurch könnten die Kühlkosten von Gebäuden um bis zu 15 Prozent gesenkt werden, wodurch die Farbe einen wichtigen Beitrag zur Senkung der Kohlenstoffemissionen leisten könnte.

Von den drei bekannten Typen an Solarfarben (siehe Kasten) wird die Perowskit-basierte Methode derzeit präferiert. Diese sind billig in der Herstellung und ebenso effizient wie Siliziumzellen, wenn es darum geht, die Sonnenenergie einzufangen. Ein derzeitiger Nachteil ist ihre noch mangelnde Langlebigkeit im Vergleich zu siliziumbasierten PV-Zellen – doch das könnte sich auch bald ändern. Perowskit-Solarfarben lassen sich leichter in Gebäudeoberflächen (eine der Hauptquellen für Treibhausgasemissionen), Fensterglas (wodurch der Bedarf an Klimaanlagen verringert wird), Dächer, Fahrzeuge oder praktisch jede Art von Oberfläche integrieren. Durch das Aufbringen einer Schicht aus transparentem Beschichtungsmaterial auf die Solarfarbe kann ausserdem eine zehnmal höhere elektrische Leitfähigkeit erreicht werden als mit Solarfarbe allein.

Grosses Potenzial
Die Möglichkeiten sind also vielfältig; so könnten zukünftig Autos, Lkws, Züge, Flugzeuge und auch Schiffe mit Solarfarben versehen werden. Aber auch an jedem einzelnen Haus, auf Staudammwänden oder an Windturbinen wäre es möglich. Und das, ohne zusätzliche Fläche zu beanspruchen.

Das aktuell grösste Problem der Solarfarben stellt noch ihre Effizienz dar: Der Wirkungsgrad von Solarfarben liegt derzeit nämlich erst zwischen drei und acht Prozent der eingefangenen Sonnenenergie. Der Wirkungsgrad ist im Wesentlichen der prozentuale Anteil der Sonneneinstrahlung, den die Technologie einfangen kann. Um rentabel zu sein, sollte ein Wirkungsgrad von mehr als zehn Prozent vorhanden sein. Herkömmliche Silizium-Solarpaneele überschreiten seit Kurzem die 20-Prozent-Grenze.

Der Wettlauf um die Markteinführung von Solarfarben wird durch mehr als ein Jahrzehnt der Forschung von Wissenschaftlern an Universitäten auf der ganzen Welt unterstützt. Im Jahr 2019 reichte auch Google bereits eine Patentanmeldung für eine Solarfarbe ein, was auf ein breiteres Interesse der grossen Akteure an der Technologie hindeutet. Der Grossteil der Forschung und Entwicklung wurde bisher aber von Start-ups durchgeführt, die als Erste auf den Markt kommen wollen.

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