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Sonniges
Sommerwetter bereitet nicht nur Freude. Die sommerlichen Temperaturen in
Gebäuden mit großzügigen Glasfassaden und Fenstern können die Arbeitsbedingungen
stark beeinträchtigen. Im Sommer ist es in Büros oft unerträglich heiß und
Lichtreflexe erschweren das Arbeiten am Bildschirm. Transparenter Sonnenschutz
kann hier Abhilfe schaffen, ohne den Blick aus dem Fenster zu verhindern.
Beschichtete Scheiben bieten Schutz vor Überhitzung und
Blendung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat jetzt seine
bisherigen Arbeiten an photo-elektrochromen Fenstersystemen um einen neuen
Ansatz bereichert. Das neue - "photochrom" genannte - System ist wesentlich
einfacher in der Herstellung und damit prinzipiell sehr viel kostengünstiger.
Die Energie zur Einfärbung liefert das Sonnenlicht. "Bisher wurden photochrome
Effekte nur für Anwendungen wie Brillen genutzt", erläutert die Physikerin
Anneke Georg. "Mit unserer neuen Entwicklung ist nun erstmals der Einsatz als
Sonnenschutz für Glasfassaden denkbar. Auch in der Automobilindustrie sehe ich
für dieses System große Chancen."
Das neuartige photochrome System reagiert auf die
Beleuchtungsverhältnisse. Die Glasscheiben färben sich bei Bestrahlung
automatisch ein und entfärben im Dunkeln. Der besondere Vorteil der
Neuentwicklung im Vergleich zu herkömmlichen photochromen Materialien liegt in
einem hohen Färbekontrast auch bei erhöhten Temperaturen. Im Gegensatz zu
elektrochromen Systemen erfordern photochrome Systeme keine externe
Spannungsversorgung und -regelung, da das Sonnenlicht die Energie für das
Einfärben liefert. Damit entfallen die transparenten Elektroden und die Kosten
für ihre Herstellung. Zudem fällt das für große Flächen technologisch aufwändige
Trennen zweier Elektroden zur Vermeidung von Kurzschlüssen weg.
Die Basis für das System bilden ein Schichtsystem aus
elektrochromem Wolframoxid und eine Farbstoffsolarzelle mit niedriger
Farbstoffkonzentration. Unter Beleuchtung werden in der Solarzellenschicht
Elektronen angeregt und in das Wolframoxid injiziert. Gleichzeitig werden
Kationen aus dem Elektrolyten in die Schicht eingelagert. Dadurch färbt sich das
Wolframoxid blau ein. Im Dunkeln führen Rekombinationsreaktionen, die durch den
Einsatz von Katalysatoren beschleunigt werden können, zur Entfärbung.
Einfärbetiefe und Entfärbegeschwindigkeit hängen von der
katalytischen Aktivität ab und können auf die jeweilige Anwendung abgestimmt
werden. Erste Muster verringern ihre visuelle (solare) Transmission unter
Beleuchtung mit Sonnenlicht von 1000 W/qm in 15 Minuten von 60% (40%) auf 4%
(1%). Nach 30 Minuten im Dunkeln sind diese Muster nahezu entfärbt. Bei
niedrigen Lichtintensitäten sinkt die Einfärbung, unterhalb von 100 W/m² ist sie
nur noch sehr schwach. Die Verwendung angepasster Ionenleiter bietet ein großes
Potenzial, um die Schaltzeiten zu verkürzen.
Im Prinzip kann das System auch als photochrome Folie
hergestellt werden, wodurch sich weitere Vorteile für die Anwendung ergeben.
<div align='right'>Siehe auch:
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE</div>
Sommerwetter bereitet nicht nur Freude. Die sommerlichen Temperaturen in
Gebäuden mit großzügigen Glasfassaden und Fenstern können die Arbeitsbedingungen
stark beeinträchtigen. Im Sommer ist es in Büros oft unerträglich heiß und
Lichtreflexe erschweren das Arbeiten am Bildschirm. Transparenter Sonnenschutz
kann hier Abhilfe schaffen, ohne den Blick aus dem Fenster zu verhindern.
Beschichtete Scheiben bieten Schutz vor Überhitzung und
Blendung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat jetzt seine
bisherigen Arbeiten an photo-elektrochromen Fenstersystemen um einen neuen
Ansatz bereichert. Das neue - "photochrom" genannte - System ist wesentlich
einfacher in der Herstellung und damit prinzipiell sehr viel kostengünstiger.
Die Energie zur Einfärbung liefert das Sonnenlicht. "Bisher wurden photochrome
Effekte nur für Anwendungen wie Brillen genutzt", erläutert die Physikerin
Anneke Georg. "Mit unserer neuen Entwicklung ist nun erstmals der Einsatz als
Sonnenschutz für Glasfassaden denkbar. Auch in der Automobilindustrie sehe ich
für dieses System große Chancen."
Das neuartige photochrome System reagiert auf die
Beleuchtungsverhältnisse. Die Glasscheiben färben sich bei Bestrahlung
automatisch ein und entfärben im Dunkeln. Der besondere Vorteil der
Neuentwicklung im Vergleich zu herkömmlichen photochromen Materialien liegt in
einem hohen Färbekontrast auch bei erhöhten Temperaturen. Im Gegensatz zu
elektrochromen Systemen erfordern photochrome Systeme keine externe
Spannungsversorgung und -regelung, da das Sonnenlicht die Energie für das
Einfärben liefert. Damit entfallen die transparenten Elektroden und die Kosten
für ihre Herstellung. Zudem fällt das für große Flächen technologisch aufwändige
Trennen zweier Elektroden zur Vermeidung von Kurzschlüssen weg.
Die Basis für das System bilden ein Schichtsystem aus
elektrochromem Wolframoxid und eine Farbstoffsolarzelle mit niedriger
Farbstoffkonzentration. Unter Beleuchtung werden in der Solarzellenschicht
Elektronen angeregt und in das Wolframoxid injiziert. Gleichzeitig werden
Kationen aus dem Elektrolyten in die Schicht eingelagert. Dadurch färbt sich das
Wolframoxid blau ein. Im Dunkeln führen Rekombinationsreaktionen, die durch den
Einsatz von Katalysatoren beschleunigt werden können, zur Entfärbung.
Einfärbetiefe und Entfärbegeschwindigkeit hängen von der
katalytischen Aktivität ab und können auf die jeweilige Anwendung abgestimmt
werden. Erste Muster verringern ihre visuelle (solare) Transmission unter
Beleuchtung mit Sonnenlicht von 1000 W/qm in 15 Minuten von 60% (40%) auf 4%
(1%). Nach 30 Minuten im Dunkeln sind diese Muster nahezu entfärbt. Bei
niedrigen Lichtintensitäten sinkt die Einfärbung, unterhalb von 100 W/m² ist sie
nur noch sehr schwach. Die Verwendung angepasster Ionenleiter bietet ein großes
Potenzial, um die Schaltzeiten zu verkürzen.
Im Prinzip kann das System auch als photochrome Folie
hergestellt werden, wodurch sich weitere Vorteile für die Anwendung ergeben.
<div align='right'>Siehe auch:
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE</div>
