Ein Forschungsteam der Hong Kong Polytechnic University hat erfolgreich den innovativen Parameter FoMLUE entwickelt, um das Potenzial photoaktiver Materialien in der halbtransparenten organischen Photovoltaik (ST-OPV) zu bewerten. Dieser Parameter bildet eine solide Grundlage für ihre breite kommerzielle Anwendung in Bereichen wie Architektur, Fahrzeugen mit erneuerbaren Energien und landwirtschaftlichen Gewächshäusern. Die zugehörige Forschungsarbeit „Halbtransparente organische Photovoltaikzellen mit breiter geografischer Anpassungsfähigkeit als nachhaltige intelligente Fenster“ wurde in Nature Communications veröffentlicht.

Transparente Solarzellen, die in Oberflächen wie Fenster und Bildschirme integriert werden können, bieten ein enormes revolutionäres Potenzial im Bereich der erneuerbaren Energien. Die Balance zwischen Transparenz und Energieumwandlungseffizienz bleibt jedoch eine große Herausforderung. ST-OPV mit seinen doppelten Vorteilen – effiziente Stromerzeugung und ästhetisch ansprechendes Design – hat umfangreiche Forschung angestoßen. Seine einzigartige diskrete Absorption, die kostengünstige Produktion und die ökologische Nachhaltigkeit verleihen ihm erhebliches Entwicklungspotenzial für die gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV). Durch die Kombination verschiedener Materialien mit modernster Gerätetechnik hat das Forschungsteam die Effizienz und Stabilität von ST-OPV verbessert und gleichzeitig die natürliche Farbgebung des Produkts gewährleistet, ohne die optische Attraktivität des Gebäudes zu beeinträchtigen.

In der Studie wurde der dimensionslose Parameter FoMLUE eingeführt. Durch Analyse der normalisierten Absorption der Materialien und unter umfassender Berücksichtigung der durchschnittlichen visuellen Transmission, der Bandlücke und der Stromdichte wurde eine Reihe klassischer photoaktiver Materialien untersucht. ST-OPV, basierend auf dem ternären Material mit dem höchsten FoMLUE-Wert, zeigte eine stärkere Wärmedämmung und Betriebsstabilität und erreichte eine Lichtausbeute von 6,05 %. Die Studie zeigte auch den Einfluss geografischer Faktoren auf die Leistung von ST-OPV. Durch Simulation der Leistungsabgabe und Bewertung der Heiz- und Kühllast von Gebäuden wurde festgestellt, dass sich Gebiete mit heißen Sommern und warmen Wintern am besten für den Einbau von ST-OPV-Glasfenstern eignen. Professor Li Gang erklärte: „Solarfenster eröffnen neue Möglichkeiten für den praktischen Einsatz in Bereichen wie BIPV. Leistungsstarke ST-OPV beweisen Vielseitigkeit und geografische Anpassungsfähigkeit beim Bau nachhaltiger und energiesparender intelligenter Fenster.“

Weitere Informationen: Jiangsheng Yu et al., „Semitransparente organische Photovoltaik mit breiter geografischer Anpassungsfähigkeit als nachhaltige intelligente Fenster“, Nature Communications (2025). Zeitschrifteninformationen: Nature Communications