Wissen: Solarzellen auf Papier

„Schneiden Sie sich ihre Solarzellen aus und kleben Sie sie wie Tapete an die Wand!“ Diese Gebrauchsanweisung könnte dank eines neuen Verfahrens amerikanischer Forscher Wirklichkeit werden. Ihnen gelang es, ein Blatt Papier in eine funktionierende Solarzelle umzuwandeln. Dazu nutzen sie ein ähnliches Aufdampfverfahren, wie es für die innere Silberbeschichtung von Chipstüten genutzt wird. Ihr Solarpapier präsentieren sie in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“.

„Wir glauben, dass wir nun skalierbare Solarzellen fertigen können, die eine Rekordausbeute beim Verhältnis Watt pro Kilogramm erreichen können“, sagt Vladimir Bulovíc vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Zusammen mit seinen Kollegen nahm er ein normales Blatt Kopierpapier und bedampfte es in einer Vakuumkammer. Insgesamt fünf Schichten, darunter ein lichtaktives Thiophen-Polymer, deponierten die Forscher dabei in einem Muster auf dem Papier und verknüpften es dann mit Elektroden. Auf einem quadratischen Areal mit sieben Zentimetern Kantenlänge entstanden so 250 kleine Solarzellen. Mit einer Halogenlampe beleuchtet lieferte dieses Solarpapier Ausgangsspannungen zwischen 26 und 50 Volt. Konkrete Leistungswerte in Watt gaben die Forscher zwar nicht an, doch reichte der Strom des Solarpapiers aus, um einen flachen Laptop-Monitor betreiben zu können.

Den Wirkungsgrad des Solarpapiers geben die Forscher mit einem Prozent an. Das ist zwar nur etwa ein Zehntel im Vergleich zu anderen organischen Solarzellen, doch Kosten und Gewicht der neuen Variante sind um ein Vielfaches geringer. Zudem zeigte sich das Solarpapier sehr robust. Häufiges Falten, Knicken und Aufrollen schadete ihm nicht. In einem Langzeittest lieferte das Modul für 6000 Stunden zuverlässig elektrischen Strom.

„Für Solarzellen mit solchen Eigenschaften eröffnet sich eine Anzahl von technischen Anwendungen“, sagt Bulovíc. Er denkt beispielsweise an die Stromversorgung für weit abgelegene Dörfer in Entwicklungsländern. Wegen des geringen Gewichts könnten große Mengen dieses, im Prinzip sehr günstig zu produzierenden, Solarpapiers dorthin geliefert werden. Doch auch hierzulande wäre eine stromerzeugende Tapete vorstellbar, die genug Strom für eine Raumbeleuchtung mit Leuchtdioden liefern könnte. Statt auf Papier könnte das Beschichtungsverfahren auch auf dünnen Plastikschichten oder Stoffen funktionieren, um aus vielen alltäglichen Gebrauchsobjekten und Kleidung kleine Solarkraftwerke zu machen. wsa