Sunny Cellulose

Aufgesprühte Solarzellen für grüne Energie

Das Projekt "Sunny Cellulose", das DESY gemeinsam mit dem Start-up CelluXtreme - einer Ausgründung der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm (KTH) - durchführt, hat zum Ziel, neu entwickelte Polymer-Solarzellen auf ein speziell entwickeltes Material aus Nano-Zellulosefasern aufzusprühen. Das vom Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) geförderte Projekt hat zum Ziel neue Pfade der alternativen Energiegewinnung zu schaffen.

Entwicklung organischer Solarzellen

Organische Solarzellen sind eine neuartige Hightech-Alternative zu Silizium-basierten Solarzellen und haben viele Vorteile: Sie sind leicht, flexibel und die Herstellung ist kostengünstig, sie können auf verschiedene Oberflächen aufgebracht werden. Tatsächlich sind diese sogar mit einfachen Tintenstrahldruckern druckbar. Die im Rahmen des Sunny Cellulose-Projekts entwickelten organischen Solarzellen zeichnen sich dementsprechend durch eine industrietaugliche Herstellungsmethode aus: Sie werden durch Sprühen aufgebracht, was eine einfache Anwendung in industriellen Produktionsketten ermöglicht.

Im Projekt Sunny Cellulose wird ein innovatives holzbasiertes Material namens Nanocellulose in die Elektroden der organischen Solarzellen integriert, auch um damit die Nachhaltigkeit des Produktes zu steigern. Während die Forschung zur Auswahl und Bewertung der funktionellen Schichten in den Solarzellen weitergeht, soll der erste Demonstrator Mitte 2023 fertig gestellt sein. Die Nanofasern kommen außerdem in einem Verbundwerkstoff aus Zellulose und einem Harz zum Einsatz, welches dann zu einem Sonnenrollo geformt wird und mit den organischen Solarzellen funktionalisiert. So kann direkt Strom aus der Jalousie gewonnen werden.

Diese neuartige Hightech-Jalousie wird im neu gebauten Bundeszentrum des Bundesverbandes Deutscher Gartenfreunde (BDG) in Berlin zum Einsatz kommen. In absehbarer Zeit soll es möglich sein, die "Sunny Cellulose"-Solarzellen auf verschiedene Oberflächen wie Dächer, Segel zu sprühen. Ein wichtiger Baustein für die Energiewende. Das neue Trägermaterial aus Zellulose kann die Kunststofffolien ersetzen, die bisher dafür verwendet wurden. Weitere Forschungsansätze gehen der Frage nach, ob Nanozellulosefasern als Kunststoffalternative in Fahrzeugen, Möbeln oder Verpackungen einsetzbar sind. Selbst Anwendungen in der Biomedizin sind denkbar, da Zellulose vom Körper nicht abgestoßen wird. Weitere Projekte, die mit Sunny Cellulose in Verbindung stehen, betreffen das Recycling dieser Komponenten, und in Zukunft soll PETRA IV, das ultimative 3D-Röntgenmikroskop, das bei DESY entstehen soll, dazu beitragen, noch nachhaltigere Versionen der organischen Polymer-Solarzellen herzustellen.