Zwei Männer sitzen in einem Flugzeug, über eine Serviette gebeugt. Die Kritzeleien darauf sind vielleicht der erste Schritt zu einer Weltneuheit: eine Solarzelle, die sich in jedes elektronische Gerät integrieren lässt.
2009 gründete Giovanni Fili das schwedische Cleantech-Unternehmen Exeger. Ursprünglich wollte er eine transparente Solarzelle entwickeln, für Hochhäuser mit getönten Solarfenstern. Denn in sonnigen Ländern sind Fenster oft ohnehin getönt. Filis Idee: Das Licht von draußen in saubere Energie für drinnen umwandeln.
Aber dann kam alles anders, als er mit Henrik Lindström im Flugzeug saß, einem Pionier der elektrochemischen Farbstoff-Solarzelle. Als Chemiker und technischer Wissenschaftler hatte Lindström zu Batterien und elektrochemischen Farbstoffzellen promoviert. Das machte ihn zum perfekten Partner für Fili, der sich im BWL-Studium an der Stockholm School of Economics auf Finanz- und Informationsmanagement spezialisiert hatte.
Gemeinsam entwickelten Fili und Lindström ein neues Solarzellen-Material. Es hat eine 1 000-fach bessere Leitfähigkeit als das Elektrodenmaterial, das sonst in Solarzellen verwendet wird, und liegt direkt unter der Schicht aus lichtempfindlichem Farbstoff, der das Sonnenlicht absorbiert. Bei anderen Solartechnologien findet man in der absorbierenden Schicht normalerweise Leiterbahnen aus Silber.
„Ohne diese silbernen Leiterbahnen würden die herkömmlichen Zellen erhitzen und keine Energie produzieren“, erklärt Alexandre Faust, Head of Communication bei Exeger. „Aber unsere Solarzellen brauchen diese Bahnen nicht, weil die Zellen selbst den Strom so gut leiten.“
Basierend auf der Technologie elektrochemischer Farbstoff-Solarzellen produziert Exeger ein flexibles Material, das künstliches und natürliches Licht effizient in Strom umwandelt. Das Material kann in alltäglichen elektronischen Geräten verbaut werden, die sich dann selbst aufladen. Dadurch brauchen die Geräte keine Kabel und keine Einwegbatterien mehr, so wie der kürzlich auf den Markt gebrachte 3M Peltor Gehörschutz.
„Da wir keine Leiterbahnen aus Silber mehr brauchen, haben wir beim Design der Zellen freie Hand“, so Faust. „Wir können das Material in jede beliebige Form bringen. Und wir können es in verschiedenen Texturen herstellen. Dadurch haben unsere Kunden viel Freiheit.“
Solarinnovation mit europäischer Unterstützung
Die Firma druckt die Solarzellen mit dem Siebdruckverfahren, ähnlich wie T-Shirts bedruckt werden. Alle sechs Sekunden können sie einen Quadratmeter Solarzellen drucken.
Exeger nennt die Folie Powerfoyle.
Das Material wird bereits von mehreren großen Firmen weltweit in Geräten wie Kopfhörern, Lautsprechern und Helmen verwendet, und bald auch in Fernbedienungen und elektronischen Regaletiketten.
Die Europäische Investitionsbank fördert die innovative Solarzellentechnologie von Exeger mit einem Kredit von 35 Millionen Euro. Abgesichert wird der Kredit mit einer Garantie unter InvestEU. Damit soll Exeger beim Ausbau seiner zweiten Produktionsstätte in Kista nahe Stockholm unterstützt werden.
„Dieses Projekt ist perfekt für uns, denn als Klimabank der EU können wir etwas mehr Risiko schultern“, sagt EIB-Ingenieur Eoin Keane. „Das könnte nicht nur den Solarenergiemarkt in Europa revolutionieren, sondern auch unseren Umgang mit alltäglicher Technologie.“
Die neue Fabrik läuft zu 100 Prozent mit erneuerbarer Energie. Nach dem Ausbau könnte sie über 2,5 Millionen Quadratmeter Powerfoyle pro Jahr produzieren.
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Was sind elektrochemische Farbstoff-Solarzellen?
Eine elektrochemische Farbstoff-Solarzelle ist eine Art Fotovoltaik-Zelle, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt durch einen Prozess, der der natürlichen Fotosynthese sehr ähnlich ist.
Diese Zellen sind dünner und flexibler als herkömmliche Solarzellen. Sie sind zwar recht effizient, aber nicht sehr verbreitet, weil sie wegen der leitenden Materialien teuer sind. Die Zellen werden mit einer transparenten Platte hergestellt, die mit einem leitfähigen Material namens Indiumzinnoxid bedeckt ist. Darunter befindet sich eine üblicherweise dunkle Farbschicht, die Sonnenlicht absorbiert und Elektronen freisetzt.
Auf ihrem Flug bemerkten Lindström und Fili, dass die hohen Kosten von Indiumzinnoxid ihrer Idee im Weg standen. Ihre Lösung: das Indium ganz weglassen.
Also entwickelten sie eine neue Elektrodenschicht mit 1 000-fach besserer Leitfähigkeit. Diese legten sie unter die Farbschicht, um das Sonnenlicht nicht abzublocken. Das optimierte die Lichtabsorption und ermöglichte unterschiedlichste Designs.
Unbegrenzte Akkulaufzeit und weniger Elektroschrott
Einer der Hauptvorteile der Folie ist, dass sie durchgehend Energie erzeugt und so die Produkte auflädt. Powerfoyle lässt sich nahtlos einbauen. Dadurch bleiben die Geräte stets geladen, ohne Batteriewechsel oder externe Stromquellen.
Stellen Sie sich vor, Sie gehen eine Runde laufen mit ihren Solar-Kopfhörern. Wieder zu Hause, legen Sie sie einfach auf die Fensterbank oder einen anderen hellen Ort. Kein Kabel, keine Steckdose. Indem künstliches und natürliches Licht in grüne Energie verwandelt wird, entsteht auch weniger Elektroschrott.
Nach eigenen Schätzungen kann die Firma allein mit ihrer ersten Fabrik weltweit über eine Milliarde Einwegbatterien und 3,1 Milliarden Kilogramm Kohlendioxid pro Jahr einsparen.
Bisher ist Powerfoyle bereits in acht Produkten auf dem Markt zu finden. Laut Exeger gehen noch dieses Jahr sieben weitere Geräte in Produktion. Der 3M Peltor Gehörschutz ist bereits seit April 2024 erhältlich.
„Ich bin stolz, dass die Europäische Investitionsbank Exeger die Mittel gibt, die das Unternehmen zur Weiterentwicklung des Produktes braucht“, sagt Céline Rottier, Investment Officer bei der EIB. „Es gibt auf jeden Fall einen Markt dafür, vor allem in Europa.“
Ein flexibles Solarzellen-Material
Was Powerfoyle so besonders macht, ist seine Flexibilität. Firmen können das selbstladende Material in ihre Produkte integrieren, ohne Abstriche beim Design.
Exeger arbeitet mit einigen bekannten Unternehmen zusammen, um Powerfoyle in unterschiedliche Elektronikgeräte zu integrieren, seit Kurzem auch mit 3M.
Weitere Partner sind:
- Urbanista, Designer von Audiogeräten wie Kopfhörer und Lautsprecher
- 3M, multinationaler US-Konzern in Bereichen wie Industrie und Arbeits- und Gesundheitsschutz
- POC, Marktführer bei Helmen für Winter- und Radsport
- Philips, einer der weltweit größten Unterhaltungselektronik-Konzerne
- VusionGroup, ein führender französischer Anbieter von elektronischen Preisschildern und Lösungen für das Internet der Dinge
Kapsch, österreichische Firma für Mobilitätslösungen, vor allem für elektronische Mautsysteme
