Schweizer Forscher entwickeln Solarkollektoren für Bekleidung

Einem Forscherteam der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa aus der Schweiz und der ETH Zürich ist es gelungen, ein Material herzustellen, das wie ein leuchtender Solarkollektor funktioniert und gleichzeitig auf Textilien aufgebracht werden kann. Dies eröffnet zahlreiche Möglichkeiten Energie direkt dort zu produzieren, wo sie benötigt wird, nämlich bei der Nutzung von Alltagselektronik. Das heißt: In Zukunft könnten unsere Smartphones statt in Steckdosen direkt über unsere Kleidung geladen werden. Mittels eines neuen Polymers, das auf Textilfasern aufgebracht wird, können Jacke, T-Shirt und beliebige andere textile Oberflächen bald als Solarkollektor und damit als mobiler Energielieferant fungieren.

Schon heute werden Materialien in der Solarindustrie eingesetzt, die in der Lage sind, indirektes oder Umgebungslicht für die Energiegewinnung zu nutzen. Diese Materialien enthalten spezielle Leuchtstoffe und werden als „Luminescent Solar Concentrators“, kurz LSC, bezeichnet. Die Leuchtstoffe in den LSC fangen indirekte Lichtstrahlen, also diffuses Umgebungslicht, ein und leiten sie zur eigentlichen Solarzelle weiter, die Licht dann in elektrische Energie umwandelt. LSC sind bisher jedoch nur als steife Bauteile erhältlich und für den Einsatz in Textilien ungeeignet, da sie weder flexibel noch durchlässig für Luft und Wasserdampf sind. Einem interdisziplinären Forscherteam um Luciano Boesel aus der Abteilung „Biomimetic Membranes and Textiles“ gelang es nun, verschiedene dieser Leuchtstoffe in ein Polymer einzubringen, das genau diese Flexibilität und Luftdurchlässigkeit mitbringt.

In Zusammenarbeit mit Kollegen aus den Empa-Abteilungen „Thin Films and Photovoltaics“ und „Advanced Fibers“ hat Boesels Team zwei unterschiedliche Leuchtstoffe dem Gelgewebe beigemischt und es dadurch zu einem flexiblen Solarkollektor gemacht. Genau wie auf großflächigen Kollektoren fangen die Leuchtstoffe hier ein deutlich breiteres Spektrum an Lichtstrahlen ein, als es mit konventioneller Photovoltaik möglich ist. Die neuartigen Solarkollektoren können auf Textilfasern aufgebracht werden, ohne dass das Textil brüchig und anfällig für Risse wird oder sich Wasserdampf in Form von Schweiß im Innern anstaut.

Foto: Der neu entwickelte Solarkollektor bei Bestrahlung mit blauem LED-Licht: Das Polymer-Material ist so flexibel, dass es sich mit einer Pinzette biegen lässt. Bild: Empa