Solarzellen in Textilien sollen Mobilgeräte versorgen

Ein normales Sweatshirt könnte in Zukunft durch eingewebte Solarzellen genug Energie erzeugen, um den portablen MP3-Player, das Handy oder den Organizer zu betreiben, berichtete das britische Wissenschaftsmagazin New Scientist.

Die Idee dazu hatten Wissenschaftler am Institut für Physikalische Elektronik an der Universität Stuttgart. Sie entwickelten Fasern, die Strom erzeugen, wenn sie Licht ausgesetzt sind. Hierzu beschichten die Wissenschaftler Fasern aus Kunststoff, Glasfaser oder metallischem Draht mit amorphem Silizium, das im Gegensatz zur kristallinen Form flexibler ist, Sonnenlicht tausendmal besser absorbiert, sich leichter auf die Fasern aufbringen lässt und nicht zuletzt auch billiger ist. Danach werden die feinen transparenten Fasern bei der Produktion maschinenwaschbarer Textilien mit eingewebt und können dann ganz normal zu Kleidung zugeschnitten werden. Einschränkungen bei der Tragbarkeit sollen nicht auftreten.

Die Entwicklung könnte einen großen Schritt hin zum "tragbaren" Computer darstellen, der bislang mit herkömmlichen, flachen Batterien betrieben werden muss, die nicht nur schwer, sondern auch schnell verbraucht und somit teuer sind. Bei den Solarzellen zum Anziehen dagegen kann durch das spezielle Einwebverfahren an jeder beliebigen Stelle Energie abgenommen werden, solange der Träger sich nicht im Dunkeln aufhält.

Vergleichbar mit den Solarzellen, die auch in herkömmlichen solarbetriebenen Taschenrechnern verwendet werden, liegen drei Schichten der amorphem Siliziumzellen in Sandwich-Technik übereinander zwischen zwei verbindenden Elektroden. Der oberste Layer ist mit einer elektronenreichen Oberfläche präpariert, der zweite Layer ist neutral, der untere Layer dagegen ist arm an Elektronen. Wenn nun Photonen auf den obersten Layer auftreffen, werden die Elektronen verdrängt, fließen durch den mittleren Layer auf den elektronenarmen Layer und erzeugen dadurch letztendlich Energie, mit der sich angeschlossene Geräte betreiben oder Akkus aufladen lassen.

Die Stuttgarter Wissenschaftler Martin Rojahn, Markus Schubert und Michail Rakhlin entwickelten die photovoltaischen Fasern, während sie versuchten, amorphes Silizium auf gebogenen Oberflächen aufzubringen. "Das funktioniert mit jeder zylindrischen Oberfläche, angefangen von Drähten bis hin zu Glasfaserkabeln", erklärt Martin Rojahn – vorausgesetzt, die Oberfläche verträgt die ultraviolette Strahlung und eine Temperatur von 100 Grad Celsius während des Auftrageprozesses.

Rakhlin sieht als Anwendungsbeispiele die Energieversorgung des Handys oder einer Uhr. "Ein Segel aus dem Solarzellenstoff könnte genug Energie liefern, um die Schiffselektronik zu betreiben" meint Mitentwickler Martin Rojahn. Da sich das Projekt jedoch noch im experimentellen Versuchsstadium befindet, soll zunächst einmal das Patent beantragt werden. Mit marktreifen Anwendungen rechnen die Wissenschaftler erst in fünf bis zehn Jahren.

Die Idee der Stuttgarter Forscher ist nicht neu. Auch die Firma Elektex webt besonders flexible und rostsichere Drähte in einen beliebigen Stoff mit ein. Allerdings dienen die Drähte nicht zur Stromerzeugung, sondern um die Telefontastatur des Handys oder eine vollwertige Schreibtastatur für die schnelle Texteingabe unterwegs auf dem Organizer in den Jackenärmel oder die Jeans zu integrieren und mit den Fingern bedienbar zu machen. (Andreas Grote) / (jk)