KIT

Die Brille, die Solarstrom liefert

6. Juli 2017, 10:39 Uhr | Cornelia Meier

Organische Solarzellen sind transparent, leicht und lassen sich in beliebigen Formen und Farben herstellen. Forscher am KIT stellen nun eine Sonnenbrille mit farbigen, halbtransparenten Solarzellen in den Glasflächen vor, die einen Mikroprozessor und zwei Displays mit Strom versorgen.

Die Sonnenbrille, die Dr. Alexander Colsmann, Leiter der Arbeitsgruppe Organische Photovoltaik am Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT, und sein Team als Produktstudie hergestellt haben, versorgt sich selbst mit Strom, um die Sonneneinstrahlung und Umgebungstemperatur zu messen und anzuzeigen. Die in ein handelsübliches Kunststoffgestell eingepassten Solarzellen-Gläser sind jeweils 1,6 mm stark und etwa sechs Gramm schwer - ähnlich wie die Gläser einer herkömmlichen Sonnenbrille.

In den Bügeln sind der Mikroprozessor und die beiden Displays untergebracht, auf denen sich die Information über Sonnenstärke und Temperaturhöhe in einer Balkengrafik ablesen lässt. Die Solar-Brille funktioniert auch im Innenraum bei einer Beleuchtungsstärke von 500 Lux, die der einer üblichen Büro- oder Wohnraumbeleuchtung entspricht. Dabei produziert jedes der beiden
smarten Brillengläser unter Raumbeleuchtung 200 µW elektrische Leistung, die ausreichen würde, um Anwendungen wie zum Beispiel ein Hörgerät oder einen Schrittzähler zu ermöglichen.

»Die von uns entwickelte Brille ist ein Beispiel für die vielen denkbaren mobilen Anwendungen organischer Solarzellen, die die klassische Photovoltaik nicht ermöglicht«, erläutert Doktorand Dominik Landerer, der die Solar-Brille am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme des KIT mitentwickelt hat. Ihre mechanische Flexibilität und die Möglichkeit, sie in Farbe, Transparenz, Form und Größe maßgeschneidert an die jeweilige Anwendung anzupassen, machen die Solarzellen auf Basis von Kohlenwasserstoff-Verbindungen zu einem spannenden Material.

Vielfältige Anwendungsmöglickeiten

Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Einbindung in Gebäuden: Da Glasfassaden etwa von Hochhäusern häufig abgedunkelt werden müssen, liege es nahe, das absorbierte Licht mittels organischer Solarmodule zur Stromgewinnung zu nutzen, so Colsmann. Eine Vision sei es, künftig große Flächen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren kostengünstig mit organischen Solarzellen zu beschichten.

Die Studie zur Solar-Sonnenbrille stellen die KIT-Wissenschaftler im Fachjournal Energy Technology unter dem Titel »Solar Glasses: A Case Study on Semitransparent Organic Solar Cells for Self-Powered, Smart Wearable Devices« vor.