Individuell gestaltbare polychrome Kunststoff-Photovoltaik-Module zur perfekten Integration, sollen nun Realität werden.
Der Mittelstandsbetrieb aus Limoges (im nordwestlichen Zentralmassiv, Hauptstadt des Departements Haute-Vienne und der Region Limousin) DisaSolar hat nach eigenen Angaben als erstes Unternehmen weltweit polychrome Plastik-Solarpanele entwickelt. Diese Errungenschaft ist das Ergebnis einer 3-jährigen Zusammenarbeit zwischen dem XLIM-Labor (CNRS [französisches Zentrum für wissenschaftliche Forschung] / Universität von Limoges), der französischen Behörde für Atom- und erneuerbare Energien (CEA), dem nationalen Institut für Solarenergie (INES) und DisaSolar im Rahmen eines RAPID-DGA-Projekts.
Das Versuchssolarpanel hat eine Größe von 15 x 15 cm² und besteht aus Solarzellen in verschiedenen Formen und Farben, die mit einer Inkjet-Technologie auf flexible Substrate gedruckt wurden. Anhand dieser neuen Technologie und Anwendung kann jedes denkbare Design gedruckt werden, sei es eine Nachbildung der Mona Lisa oder ein Werbeplakat. Diese Innovation ermöglicht zahlreiche Nischenanwendungen und eröffnet neue Möglichkeiten für die Integration von Solarenergie in eine Vielzahl an Medien.
Organische Solarzellen sind mehrschichtige Vorrichtungen, die durch aufeinanderfolgendes Aufdrucken von Elektroden, aktiven Schichten und Zwischenschichten zum Sammeln photogenerierter Ladungen erzeugt werden. Bei den polychromen Modulen werden verschiedene Farben durch die Verwendung von unterschiedlichen aktiven Schichten erzeugt, die wiederum selbst aus einer Mischung aus kommerziellem Polymer und Fullerenen bestehen. Aufgrund der unterschiedlichen Behandlung der einzelnen aktiven Schichten werden die Zellgruppen nacheinander in einer bestimmten Reihenfolge gedruckt, Farbe für Farbe. Die Verbindung der verschiedenen Zellgruppen und die Einkapselung des Moduls verlaufen retrospektiv.
Das Know-how der verschiedenen Mitglieder des Konsortiums, vor allem des XLIM-Labors, ermöglicht es, das Design auf Nachfrage genau zu definieren und anzufertigen. Polychrome Module weisen höhere Verluste auf als monochrome Module. Der Wirkungsgrad für monochrome Module liegt bei einer 25 cm² großen Oberfläche zwischen 4% und 4,5%, je nach verwendeter aktiver Schicht. Für ein vollständiges Farbmodul von 100 cm² fällt der Wirkungsgrad auf 2,2%. Die zu produzierende Form wird durch ein Deckschichtverfahren erreicht, welches die Form und die Oberfläche der Zellgruppen der gleichen Farbe bestimmt. Die elektrischen Beanspruchungen bei diesem Verfahren sind sehr genau festgelegt, um Verlustleistungen zu vermeiden. Mit Hilfe einer speziell dafür konzipierten Software werden diese Zellgruppen dann in einzelne Zellen unterteilt.
DisaSolar und das CNRS haben für diesen Herstellungsprozess, von der Modellierung bis hin zur technologischen Anwendung, bereits ein Patent angemeldet.