Intelligenz im Solarglas

Ziel des Projekts war, eine für die Anwendung praktikable LDS-Technologie zu entwickeln. Dazu sollten neue anorganische (in Nanoform) Leuchtstoffe entwickelt und stabile organische Leuchtstoffe gefunden werden, die mittels innovativer Beschichtungsprozesse ins Verpackungsglas bzw. Verpackungsschichten integriert werden.

Das Solarglas bzw. die ganzen elektrisch nicht aktiven Schutzschichten einer Solarzelle „intelligent“ zu machen, ist eine Idee, die seit über 30 Jahren in der Literatur diskutiert und erforscht wird. Obwohl schon mehrmals gezeigt werden konnte, dass z. B. das Lumineszenz Down Shifting (LDS) zu einer Erhöhung der Effizienz von Solarzellen führt, hat sich diese Technologie dennoch nicht in einer Anwendung durchsetzen können. Die Gründe dafür sind der Mehraufwand durch Aufbringung einer Photolumineszenz-Konversionsschicht, die Kosten, die Lebensdauer der organischen Leuchtstoffe, das spektrale Mismatch sowie die Selbstabsorption des Leuchtstoffes.

Im Vorhaben gelang die Entwicklung neuer Leuchtstoffe in Nanoform, vor allem hochlumineszierende kolloidale Formamidinium-Blei-Haloid nanokristalline Perowskite FAPbX₃ (X = Cl, Br, I) sowie Vanadate: selbstaktivierte CsVO₃ und YVO₄:Eu³⁺, Bi³⁺. Darüber hinaus: Halbleiter mit einer „Null“-Reabsorption, wie Zn_0.5Cd_0.5S:Mn²⁺/ZnS mit der höchsten berichteten Quantenausbeute der Emission. Des Weiteren wurde eine Mischung „Matrize + Leuchtstoff“ für mehrere Zusammensetzungen entwickelt, einschließlich der Simulationsergebnisse mit den praxisrelevanten mikrokristallinen Leuchtstoffen. Die Solarzellen konnten beschichtet werden. Der Nachweis der Erhöhung ihrer Effizienz wurde erbracht.