Sie sind flach, starr und brechen wegen ihrer spröden Siliziumkristalle relativ leicht: Die empfindlichen Solarmodule geben Architekten und Designern nicht gerade viel Gestaltungsfreiraum. Mit einem ausgeklügelten Pressverfahren, das japanische Materialforscher entwickelt haben, könnte sich das ändern. Sie schafften es, die kristallinen Silizium-Wafer ohne Verlust der elektrischen Eigenschaften zu geschwungenen Flächen mit beliebigen Auswölbungen umzuformen. Details ihrer Methode beschreiben sie im Fachblatt Nature Materials (Online-Vorabveröffentlichung, DOI:10.1038/nmat1282).
“Eine Anwendung könnte eine konkav geformte Linse aus Siliziumkristallen sein”, berichten Kazuo Nakajama und seine Kollegen von der Tohoku Universität in Sendai. Vergleichbar mit einem Parabolspiegel fängt eine solche Solarlinse das Sonnenlicht auf und wandelt es in elektrischen Strom um. Zusätzlich lenkt es die reflektierten Strahlen konzentriert auf ein gegenüberliegenden Solarpanel. Mit dieser Doppelverwertung des Sonnenlichts ließen sich Solarmodule mit deutlich höheren Wirkungsgraden herstellen.
Der Schlüssel zu dieser plastischen Verformung des spröden Siliziums liegt in hohen Drücken und Temperaturen. Bei 1380 Grad Celsius und unter Drücken von bis zu fünf Megapascal gelang Nakajama und Kollegen die Verformung von nur ein Drittel Millimeter dicken Siliziumschichten. Mit dieser Technik könnte die Form von Solarmodulen nun besser an gewölbte Flächen bei Häusern, Autos oder elektronischen Geräten angepasst werden. Noch mehr Gestaltungsfreiheit haben Designer zwar mit flexiblen Solarmodulen auf der Basis organischer Kunststoffe. Doch bei diesen liegen die Wirkungsgrade der Stromgewinnung mit rund drei Prozent noch weit unter denen starrer Siliziummodule.
Jan Oliver Löfken
