Beschichtung von Solarzellen

Hoher Wirkungsgrad für PV-Anlagen durch Beschichtung von Solarzellen

Energiegewinnung aus Sonnenenergie ist in der Schweiz sehr gefragt. Angesichts zukünftiger Rohstoffknappheit und des Klimawandels setzt man vermehrt auf regenerierbare Energiequellen, wie Sonnenenergie zur Stromerzeugung. Beim Anblick der Hausdächer in der Schweiz wird das schnell deutlich. Bei grossen Investitionen in Solarenergie, ist es wichtig, dass die Sonnenpaneele lang voll funktionstüchtig sind und die grösstmögliche Ausbeute bieten. Auch niedrige Wartungskosten und wenig Reinigungsaufwand sind gewünscht. Hierfür sorgt die Beschichtung von Solarzellen.

Dieser Artikel zeigt die Vorteile von Beschichtung von Solarzellen, wie diese wirken und deren Wirkungsgrad durch Beschichtung von Solarzellen erhöht werden kann. Erhalten Sie zudem Einblick in Produzenten von Beschichtung von Solarzellen.


Das bewerkstelligt Beschichtung von Solarzellen

Physikalisch sind aus einer Silizium-Solarzelle nicht mehr als rund 35 % der auftreffenden Sonnenstrahlung in Strom umzuwandeln. Der praktische Wirkungsgrad konventioneller Silizium-Module beträgt gerade einmal um die 19 %. Es kann schliesslich nur ein Bereich der Wellenlängen und dessen Energiegehalt von der Solarzelle absorbiert werden. Mit spezieller Beschichtung von Solarzellen ist es möglich, 46 % Prozent (Weltrekord) in Strom umzuwandeln.
Beschichtete Solarpaneele bieten:

  • Hydrophobe Oberfläche: In den vergleichsweise regenreichen Teilen der Erde, wie der Schweiz, lohnen sich hydrophobe Oberflächen besonders. Schmutz und Staub wird von Regentropfen abtransportiert. Hydrophobe Beschichtung bewirkt diesen Abperleffekt von Regenwasser, und Behinderungen für ertragreiche Solaranlagen.
  • Anti-Reflexions-Wirkung: Die Beschichtung wirkt „entspiegelnd“. Die Anti-Reflexions-Schicht erhöht die Lichtdurchlässigkeit erheblich. So ergibt sich eine Steigerung des Wirkungsgrades.
  • Selbstreinigende Oberfläche: Landwirtschafts- und industrienahe Solaranlagen sind besonders schmutzgefährdet. Hier zahlt sich die Beschichtung von Solarzellen besonders aus, da Schmutz und Emissionen abperlen, Moosbewuchs, Schimmelbildung unterbunden und eine Anti-Staub-Wirkung erzeugt wird.
  • Weniger wartungsintensiv: Durch selbstreinigende Eigenschaften der hydrophoben Beschichtung von Solarzellen sind diese besonders reinigungsarm und erfordert wenig Wartungsaufwand.

Kurzum: Die Beschichtung von Solarmodulen verbessert den Wirkungsgrad von Solarzellen erheblich. Beschichtete Photovoltaikanlagen erzeugen so mehr Strom, was Sonnenenergie vergünstigt und wirtschaftlich macht.


Nanotechnologie hilft Solaranlagen auf die Sprünge

Was Beschichtung von Solarzellen gemeinsam haben, ist dass sie auf Nanotechnologie basieren und somit als Nanobeschichtung bezeichnet werden können. Sie enthalten Nanopartikel, wie Titandioxid oder Silikondioxid, um eine hauchdünne Schicht auf dem Substrat zu bilden. Nach der Applikation formt Nano-Coating eine chemische (kovalente) Verbindung. So bildet sie eine Barriere zwischen Substrat und der Umwelt. Diese zwei Beschichtungssorten fördern die Leistungsmerkmale von Solaranlagen:

Soalrpaneele auf Hausdach mit Beschichtung von Solarzellen

Solarzellen sind Teil des schweizweiten Trends ressourcenschonender Energiegewinnung.

  1. Hydrophobe Beschichtung: Diese wasserabweisende Coating funktioniert aufgrund von Nanopartikeln, welche sich in bestimmter Weise auf dem Substrat anordnen und binden. Es gibt zwei Optionen: Entweder die molekulare Anziehungskraft ist besonders gering aufgrund geringer Oberflächenenergie, oder es entsteht eine mikro- und nanostrukturierte „Berglandschaft“. Auf Oberflächen mit niedriger Oberflächenenergie können keine Substanzen haften, während strukturierte Oberflächen zu kleine Angriffsfläche für Substanzen bilden, um daran zu haften. Beide Typen bieten den gleichen Effekt: staub- schmutz- und wasserabweisend, Schimmelverhinderung.
  2. Antireflexbeschichtung (AR-Beschichtung): Antireflexbeschichtungen für Solaranlagen sind Nanobeschichtungen, welche Reflexion und Spiegelung auf dem Glas der Solaranlage reduzieren. Sie besteht aus mehreren Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex; so werden Interferenzen ausgelöst und die Spiegelung verringert. Ferner ist Antireflexbeschichtung Silikon-basiert, wodurch auch hydrophobierende Merkmale (leicht zu reinigen, witterungsbeständig) zutreffen.

Beschichtung von Solarzellen von heute und morgen

In der Vergangenheit sind international einige Forschergruppen tätig gewesen, effektive Beschichtungen für Solarzellen voranzutreiben. So gab es die Nadico Technologie, welche mittels Titandioxid-haltiger Nano-Beschichtung einen haltbaren Katalysator herstellte. Die Photokatalyse wird durch Sonnenstrahlen aktiviert, organische Ablagerungen auf den Photovoltaikmodulen zersetzt und beim nächsten Regen abgewaschen. Die Reinigungs- und Desinfektionswirkung von Sonnenstrahlen kannten bereits unsere Vorfahren, wenn sie Wäsche in der Sonne trocknen und bleichen liessen, so der Hersteller.

Weitere Entwicklungen gehen in den Bereich von druckbarer Beschichtung von Solarzellen. So kann die Solarzelle zukünftig wie ein Buch ausgedruckt werden. Flexible mobile Solarzellen „für unterwegs“ aus Perowskit statt Silizium weisen den Weg.

Aus China kommt jüngst eine Forschergruppe mit einer Option, bei Regen aus den auftreffenden Regentropfen Energie zu produzieren. Aus der Bewegung der Tropfen soll durch sogenannte triboelektrische Nanogeneratoren in der Beschichtung Energie gewonnen werden. Wenn es in Zukunft also PV-Anlagen gibt, die sowohl bei Regen als auch bei Sonne Energie erzeugen, wird das Konzept auch in weniger sonnigen Gebieten sehr rentabel.


Beschichtung von Solarzellen in der Schweiz

In Europa und der Schweiz gibt es etliche Hersteller und Lieferanten von Photovoltaikanlagen für Hausdach, Offshore und Onshore-Anlagen in der Natur. Die Nachfrage nach Anlagen und Beschichtung von Solarzellen ist gross. Und so sind auch Beschichtungshersteller zahlreich vertreten. Am häufigsten werden jene Beschichtungen ab Solarglas-Werk integriert. Ein Beispiel für Antireflexbeschichtung „ab Werk“ ist die AR-Ccoating von DSM für Solarglas, welche direkt beim Glasproduzenten appliziert wird. Auch Multitechnologiekonzern 3M produziert AR-Beschichtung für Glashersteller. Sie wird vor der Temperierung in den Herstellungsprozess involviert. Spezialisierte Firmen von beschichtetem Solarglas in der Schweiz sind unter anderem die Ernst Schweizer AG oder Glas Trösch Holding AG. Suchen Sie bei Solarprofis in der Schweiz nach Experten in Ihrer Nähe.

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