Textilbasierte Solarzellen – ein Weg zur Energieversorgung von Mikrosystemen

Abstract:
Zum Schutz und zur Sicherheit von Menschen und Gütern werden Mikrosysteme benötigt, die auf äußere Einflüsse reagieren und Gefahrensituationen detektieren können. Solche Systeme sollen möglichst autark zum Einsatz gelangen und bedürfen einer eigenen leistungsfähigen Energieversorgung. Die derzeit verfügbare Solarzellentechnik ist nur schwer an textile Substrate adaptierbar. Farbstoffsolarzellen, die auf farbstoffsensibilisierten porösen Schichten aus Zinkoxid basieren, bieten aufgrund der aus wässriger Lösung erfolgenden Abscheidung und Kristallisation bei niedriger Temperatur sehr gute Kompatibilität zu textilen Strukturen. Die Beschichtung elektrisch leitfähiger Garne und die Entwicklung geeigneter Gewebestrukturen für elektronische Anwendungen werden genutzt, um auf der Basis dieser textilen Materialien das im IAP Gießen verwendete Verfahren zur elektrochemischen Erzeugung von farbstoffsensibilisierten hochporösen Zinkoxidschichten auf galvanisch metallisierte textile Strukturen zu übertragen. Zur Herstellung textilbasierter Gegenelektrodenfäden wird die Abscheidung von Platin auf verschiedenen Fadenmaterialien untersucht. Die Entwicklung eines Redoxelektrolytsystems auf der Basis von Gelelektrolyten, das beständig in die textilen Solarzellenstrukturen eingebracht werden kann, führt letztlich zur textilbasierten Solarzelle.