Forscher des deutschen Fraunhofer FEP haben eine schmutzabweisende Beschichtung für Solarmodule vorgestellt. Das Material soll nachts superhydrophile Eigenschaften annehmen und mit Hilfe von Feuchtigkeitsgranulaten angesammelten Schmutz entfernen können.

Titandioxid-Beschichtungen können auf Platten aufgebracht oder als Verbundwerkstoffe kombiniert werden.

Bild: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik

Das deutsche Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) hat nach eigenen Angaben erstmals kristallines Titanoxid in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf ultradünnes Glas aufgetragen.

„Das hauchdünne, leichte Glas lässt sich nachträglich auf Fassaden aufbringen oder als Verbundwerkstoffe direkt in Solarmodule integrieren – und das sogar auf gekrümmten Oberflächen“, sagt Valentin Heiss, Forscher am Fraunhofer FEP. „Die schmutzabweisenden und leicht zu reinigenden Oberflächen sorgen für die Transparenz und Sauberkeit der Fassaden und eine effizientere und gleichmäßigere Solarstromerzeugung bei geringeren Wartungskosten.“

Die Forscher sagten, dass Titandioxid hydrophob ist, wenn es nicht ultraviolettem (UV) Licht ausgesetzt wird, und stark hydrophob, wenn es bestrahlt wird.

„Bei der lichtinduzierten Hydrophilie ändert sich die Oberfläche nach etwa 30 Minuten Bestrahlung mit sonnenähnlichem UV-Licht von hydrophob zu stark hydrophil“, sagten sie.

Sie sagten, dass Schmutz auf Solarmodulen nachts mit Farbe entfernt werden kann, wenn die hydrophobe Substanz ihn mit Hilfe von Feuchtigkeitsgranulat von der Oberfläche wäscht. Der zyklische Wechsel von hydrophoben und superhydrophoben Effekten verhindert tagsüber das Anhaften von Schmutz auf der Plattenoberfläche.

Die Wissenschaftler stellten den ersten Beschichtungsprototypen mit einer langen Rolle dünnen Glases mit einer Dicke von 100 Mikrometern her. Sie verwendeten einen 30 nm bis 150 nm dicken Titanoxidfilm und eine Walzenbeschichtungs-Pilotanlage, die von einem deutschen Ausrüstungslieferanten bereitgestellt wurde von Arden.

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Das Forschungsteam sagte, es arbeite derzeit daran, die Technologie zu verbessern, indem die Eigenschaften von Titandioxid und Dünnglas auf kostengünstige Weise modifiziert werden.

„Das Fraunhofer FEP wird künftig auch an Schichtsystemen arbeiten, die nicht nur mit UV-Licht, sondern auch mit sichtbarem Licht aktiviert werden können“, so die Forscher. „Auch die Herstellung und Einarbeitung von Nanopartikeln oder beispielsweise eine Stickstoffdotierung sind angedacht.“

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