Eine zukunftsweisende Entwicklung stellt die Energieversorgung von Gebäuden fundamental in Frage. Forscher haben eine neuartige, nahezu vollständig transparente Beschichtung entwickelt, die gewöhnliche Fenster in effiziente Stromerzeuger umwandelt. Diese Innovation nutzt die präzise Steuerung von Licht mittels cholesterischer Flüssigkristalle, um Sonnenenergie zu gewinnen, ohne die optische Klarheit der Verglasung zu beeinträchtigen.
Diese Technologie bietet eine diskrete Alternative zu herkömmlichen, sichtbaren Solarmodulen, da sie sich als Nachrüstlösung für bestehende Bausubstanz eignet. Dies reduziert Installationsaufwand und Platzbedarf erheblich. Die Essenz dieser Neuerung liegt in der Fähigkeit, das einfallende Licht gezielt zu lenken. Es wurde berichtet, dass diese Beschichtung bis zu 38,1 Prozent der einfallenden Lichtenergie einfangen kann, indem sie das Sonnenlicht zu den dahinterliegenden Photovoltaikzellen leitet, um deren Leistung zu steigern. Bei einem spezifischen Test wurde die Fähigkeit hervorgehoben, etwa 38,1 Prozent der einfallenden Lichtenergie zu sammeln. In einem Prototyp namens CUSC erreichte die Durchlässigkeit für sichtbares Licht 64 %, und der Farbwiedergabeindex lag bei über 91 %, was die Veränderung der Wahrnehmung von Innen- und Außenbereichen minimiert.
Im Vergleich dazu weisen herkömmliche, nicht-transparente monokristalline Solarzellen Wirkungsgrade von 16 bis 24 Prozent auf, während der Ertrag transparenter Dünnschichtmodule oft nur zwischen 10 und 15 Prozent liegt. Diese neue Methode scheint einen Weg zu finden, diese Lücke zu schließen, indem sie das Lichtmanagement optimiert, anstatt sich ausschließlich auf die Zelle selbst zu verlassen. Die verwendeten cholesterischen Flüssigkristalle können bestimmte Wellenlängen des Lichts reflektieren. Forscher der Universität Nanjing haben diese Beschichtung entwickelt, die das Sonnenlicht selektiv zum Rahmen des Fensters konzentriert, wo PV-Konzentratorzellen es in Strom umwandeln. Studien zeigen, dass ein solches System bei einer Fensterbreite von zwei Metern das Sonnenlicht 50-fach konzentrieren kann, wodurch die Anzahl der benötigten Photovoltaikzellen um bis zu 75 % reduziert wird.
Diese Entwicklung signalisiert eine Erweiterung der Grenzen dessen, was als Energiequelle gilt. Anstatt Energieerzeugung als externen Prozess zu betrachten, wird sie zu einem inhärenten Merkmal der gebauten Umgebung. Die Fähigkeit, Oberflächen, die ohnehin dem Licht ausgesetzt sind, zur Stromproduktion zu nutzen, ermöglicht eine harmonische Koexistenz von Funktionalität, Ästhetik und ökologischer Verantwortung. Dies reduziert die Abhängigkeit von umweltschädlichen Energiequellen und fügt sich nahtlos in den globalen Wandel hin zu nachhaltiger Architektur ein.