Fraunhofer-Institut integriert Solarzellen in Autos

In den letzten Jahren haben bereits einige Autohersteller Fahrzeugmodelle mit integrierten Photovoltaik-Dächern vorgestellt. Freiburger Forscherinnen und Forscher sind nun einen Schritt weiter gegangen und haben Solarzellen direkt in die Motorhaube eines PKWs eingebaut. Mithilfe der MorphoColor®-Technologie des Instituts kann die solaraktive Fläche der Farbe des Autos angepasst werden.

Dr. Martin Heinrich, Koordinator für PV-Mobilität am Fraunhofer ISE, erläutert den Prozess: „Wir haben die Solarzellen auf das Motorhauben-Blech eines in Deutschland oft verkauften PKW-Modells aufgebracht, verschaltet und mit Folie laminiert. Dabei haben wir den Laminierungsprozess sorgfältig optimiert, um Luftspalte zu minimieren, Faltenbildung des Folienmoduls aufgrund der gebogenen Oberfläche zu vermeiden und die Gesamtintegrität der Motorhaubenstruktur zu erhalten."

Für die Prototypen wurden verschiedene Solarzellentechnologien wie IBC, PERC-Schindel und TOPCon-Schindel verwendet, um die verfügbare Fläche auf der Motorhaube bestmöglich zu nutzen. Die Oberflächenstruktur wird durch die Laminierung mit Folie texturiert, und diese kann mithilfe der MorphoColor®-Technologie farblich an die Fahrzeugfarbe angepasst werden. Heinrich betont: „Das sieht schon jetzt sehr gut aus, aktuell arbeiten wir daran, die Oberflächenerscheinung noch weiter zu verbessern. Dafür suchen wir Projektpartner, die an einer gemeinsamen Entwicklung Interesse haben."

Ein Merkmal dieser PV-Motorhauben-Technologie ist der Untergrund aus Metall, genauer gesagt Blech, anstelle einer klassischen Rückseite aus Folie oder Glas. Dies stellte die Forscherinnen und Forscher vor die Herausforderung, geeignete Materialkombinationen zu identifizieren und die Haftungseigenschaften zu untersuchen. Das Forschungsteam entwickelte Prototypen mit verschiedenen Stückzahlen an Solarzellen sowie unterschiedlichen Zell- und Verschaltungstechnologien. Alle Prototypen wurden im Labor getestet, um die elektrische Leistung, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der PV-Motorhauben-Demonstratoren sicherzustellen. Auf der IAA MOBILITY wurde eine Motorhaube mit einer Nennleistung von 115 Watt präsentiert, die mit 120 PERC-Schindel-Solarzellen ausgestattet ist und in der MorphoColor®-Farbe Grau gehalten ist.

Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Power Solutions am Fraunhofer ISE, sieht großes Potenzial in dieser Entwicklung „Die Technologie wäre auch für Metalldächer von Fahrzeugen anwendbar. Das hätte den Vorteil, sehr viel leichter zu sein als Photovoltaik-Autodächer aus Glas. Eine Erweiterung der technischen Möglichkeiten für die Integration von Photovoltaik in Fahrzeughüllen wird immer mehr Kunden überzeugen, hier gibt es noch viel Potenzial zu heben."