Selbstreinigende Nanobeschichtung steigert Leistung von Solarmodulen

Tamil Nadu- In einem sechsmonatigen Praxistest in Indien erzeugten beschichtete Module 16 Prozent mehr Strom als ungereinigte und sogar 7 Prozent mehr als täglich manuell gereinigte Module.

Staub, Sand, Pollen und Ruß können die Leistung von Photovoltaikanlagen deutlich beeinträchtigen. Besonders in trockenen und stark verschmutzten Regionen ist die regelmäßige Reinigung der Module daher wichtig – allerdings auch aufwendig und kostenintensiv.

Forscher des PSN Institute of Technology and Science (PSNA CET) im indischen Tamil Nadu haben nun eine transparente Nanokompositbeschichtung aus Siliziumdioxid (SiO₂) und Polydimethylsiloxan (PDMS) entwickelt. Die nur rund 1,5 bis 2 Mikrometer dünne Schicht macht die Moduloberfläche superhydrophob. Durch den sogenannten Lotuseffekt perlen Wassertropfen ab und nehmen dabei Staub und Schmutz mit. Zusätzlich wirkt die Beschichtung antireflektierend, sodass mehr Sonnenlicht die Solarzellen erreicht.
 

Für den Praxistest installierten die Wissenschaftler drei identische 165-Watt-Solarmodule auf einem Hausdach in Tamil Nadu: eines mit Nanobeschichtung, eines wurde täglich manuell gereinigt und eines blieb sechs Monate lang ungereinigt.
 

Das Ergebnis fiel deutlich aus: Das beschichtete Modul erzeugte 16 Prozent mehr Strom als das stark verstaubte Referenzmodul und lag auch 7 Prozent über dem täglich gereinigten Modul. Nach Angaben der Forscher ist die höhere Leistung sowohl auf die geringere Verschmutzung als auch auf die antireflektierende Wirkung der Beschichtung zurückzuführen.  Außerdem blieb das beschichtete Modul rund 12 Prozent kühler, was die Leistungsstabilität verbessern und möglicherweise die Lebensdauer verlängern könnte.
 

Die Ergebnisse zeigen das Potenzial selbstreinigender Oberflächen vor allem für Photovoltaikanlagen in trockenen und staubigen Regionen. Ob sich die Beschichtung auch langfristig unter unterschiedlichen Wetterbedingungen bewährt und später wirtschaftlich für große Solarparks einsetzen lässt, muss allerdings noch in weiteren Tests untersucht werden.