Aus der Forschung Zukunftsvision: stromerzeugende Fenster

Jungwissenschaftler Jan Schardt befasst sich in seiner Doktorarbeit mit stromerzeugenden Fenstern. Im Zentrum steht eine Folie, die er zwischen zwei Glasscheiben platzieren will. Dabeiist der Doktorand noch auf der Suche nach einem Kooperationspartner aus dem Bereich Glas.

Jan Schardt mit der teiltransparenten organischen Schicht auf einem Glasssubstrat - © xxx

Smarte Fenster und Gläser – das ist die Zukunft des Bauens. Smart bedeutet in dem Fall oft, dass Bauelemente neue Funktionen erhalten. So öffnen und schließen sich Fenster beispielsweise automatisch – oder Glas wechselt mit einem Klick von durchsichtig zu milchig. Dazu brauchen die intelligenten Elemente Strom. Ein junger Wissenschaftler von der Christian-Albrecht-Universität in Kiel arbeitet an einer neuen Form des smarten Fensters – und zwar an einer, die keinen Strom verbraucht, sondern generiert.

Solarzellen zwischen zwei Scheiben

Noch steht Jan Schardt, 26, am Anfang seiner Doktorarbeit. Sie hat ein ambitioniertes Ziel: stromerzeugende Fenster. Der Doktorand forscht an teiltransparenten und nanostrukturierten Solarzellen, die er in eine Folie integriert, da diese Eigenschaften wie Flexibilität und Transparenz mitbringen. Welcher Einsatzort eignet sich dafür am besten? Glas. Und wo gibt es davon an Gebäuden ganz viel? In Fenstern.

„Zweifach verglaste Fenster sind das ideale Trägermaterial für meine Folie“, sagt Schardt über seine Entscheidung, sich in seiner Arbeit stromerzeugenden Fenstern zu widmen. Unterstützung erhält er bei seinem Promotionsvorhaben von Prof. Dr. Martina Gerken vom Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik. Sie beschäftigt sich bereits mit dem Projekt RollFlex, in dem Wissenschaftler aus Kiel und dem dänischen Sønderborg gemeinsam mit Industriepartnern an der Entwicklung flexibler Solarzellen arbeiten.

„Ich bin mir sicher, dass Jan es in den drei Jahren seiner Doktorzeit schaffen wird, einen funktionierenden Demonstrator zu entwickeln“, sagt Gerken. Das Ziel sei es zunächst, einen 50 Quadratzentimeter großen Prototyp zu bauen. „Das klingt erst mal klein, aber normalerweise wird in unserem Forschungsbereich in noch viel kleineren Maßstäben geforscht“, sagt Schardt. Dass nicht nur der Doktorand und seine Doktormutter an die Zukunftsträchtigkeit des Vorhabens glauben, zeigt, dass Schardts Projekt durch Fördergelder der Gesellschaft für Energie und Klimaschutz Schleswig-Holstein (EKSH) unterstützt wird.

Mit der Erstellung des Prototyps ist Schardts Arbeit aber noch nicht getan. „In der darauf folgenden Testphase geht es dann u.a. darum, herauszufinden, wie effizient die teiltransparenten Solarzellen auf der Folie zwischen zwei Scheiben sind und wie lange ihre Funktion erhalten bleibt“, sagt Schardt. Teiltransparent bedeutet in diesem Fall, dass die Solarzellen eine absorbierende Schicht bilden, die einen grünlichen, bläulichen oder gräulichen Farbeindruck erzeugen könnte. Ein ungestörtes Durchblicken bleibt möglich.

Auf der Suche nach Partnern aus der Glasbranche

„Natürlich frage ich mich, inwiefern man diesen veränderten Farbeindruck – in welcher Form er dann auch auftreten mag – durch Glas regulieren kann oder ob er wirklich stört“, sagt Schardt. Um Fragen wie diese zu klären, sucht der Doktorand noch Kooperationspartner im Bereich Glas. „Wir stellen das Know-how aus dem Solarbereich. Wenn es um Glas geht, brauchen wir aber einen Profi auf dem Gebiet“, sagt er. „Ein Partner aus der Glas- oder Fensterbranche könnte helfen, zu schauen, was dann im Endeffekt bei den Kosten akzeptabel ist“, ergänzt Prof. Dr. Martina Gerken. Ideal sei ein Unternehmen mit Sitz im Kieler Raum, doch freue man sich über alle, die für eine Kooperation offen sind.

Aktuell befindet sich das Projekt von Schardt zwar erst am Anfang. Wenn er es freilich mit Erfolg abschließt, wird das smarte Fenster künftig vielleicht noch smarter. Es könnte sich z.B. selbst öffnen und schließen – aus eigener Kraft. GFF bleibt für Sie am Zukunftsthema dran.