Titandioxid-Beschichtung
Bild: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik
Das deutsche Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) hat nach eigenen Angaben erstmals kristallines Titanoxid in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf ultradünnes Glas aufgetragen.
„Das ultradünne und leichte Glas lässt sich nachträglich an Fassaden anbringen oder als Verbundmaterial direkt in Solarmodule einarbeiten – und das sogar auf gekrümmten Oberflächen“, sagt Fraunhofer FEP-Forscher Valentin Heise. „Schmutzabweisende, leicht zu reinigende Oberflächen sorgen für Transparenz und Sauberkeit der Fassaden und eine effizientere und gleichmäßigere Solarstromerzeugung bei reduzierten Wartungskosten.“
Die Forscher erklärten, dass Titandioxid ein Material ist, das hydrophob ist, wenn es nicht ultravioletter (UV) Strahlung ausgesetzt wird, und superhydrophil, wenn es emittiert wird.
„Bei der photoinduzierten Hydrophilie ändert sich die Oberfläche nach etwa 30 Minuten Bestrahlung mit sonnenähnlichem UV-Licht von hydrophob zu superhydrophil“, erklären sie.
Sie sagten, dass der Schmutz auf den Solarmodulen nachts durch die Beschichtung entfernt werden kann, wenn die Hydrophobizität der Oberfläche ihn von den abperlenden Regentropfen wegwäscht. Der zyklische Wechsel von hydrophoben und superhydrophilen Effekten verhindert tagsüber das Anhaften des Schmutzes an der Plattenoberfläche.
Die Wissenschaftler stellten den ersten Prototyp der Beschichtung aus einer langen Rolle dünnen Glases mit einer Dicke von 100 Mikrometern her. Sie verwendeten einen Titanoxidfilm mit einer Dicke von 30 Nanometer bis 150 Nanometer und eine Rolle-zu-Rolle-Beschichtungs-Pilotanlage des deutschen Ausrüstungslieferanten Von Ardennen.
Das Forschungsteam sagte, es arbeite derzeit daran, es zu verbessern, indem die Eigenschaften von Titandioxid und Dünnglas auf kostengünstige Weise angepasst werden.
„Das Fraunhofer FEP wird künftig auch an Schichtsystemen arbeiten, die nicht nur mit UV-Licht, sondern auch mit sichtbarem Licht aktiviert werden können“, so die Forscher. „Auch die Herstellung und Einbettung von Nanopartikeln oder beispielsweise die Dotierung mit Stickstoff sind angedacht.“
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