Das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP hat im Rahmen des Projekts „Design-PV“ Fortschritte bei der Entwicklung ästhetisch ansprechender Lösungen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik erzielt: Durch Technologien wie die Rolle-zu-Rolle Nano-Imprint-Lithografie können Solarmodule nahtlos in Gebäudefassaden integriert werden. Sie sind dann optisch kaum von herkömmlichen Fassadenelementen zu unterscheiden.
Photovoltaik ist eine zentrale Säule, um die angestrebte Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen. Die gebäudeintegrierte Photovoltaik (building-integrated photovoltaics, BIPV) bietet eine Möglichkeit, bisher ungenutzte Flächen zur Energiebereitstellung zu nutzen. Um die Akzeptanz und Verbreitung von BIPV zu erhöhen, müssen PV-Module allerdings kostengünstig, langlebig und optisch ansprechend in die Fassade integriert werden.
Dekorfolien ermöglichen einheitliches Design
Im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt „Design-PV“ wird genau daran gearbeitet. Zusammen mit fünf Partnern entwickelt das Fraunhofer FEP Dekorfolien für Fassadenelemente, die mittels Rolle-zu-Rolle Nano-Imprint-Lithografie (NIL) veredelt werden. Das Ziel ist ein einheitliches Design auf Metallfassadenelementen und Photovoltaik-Modulen zu erreichen, indem die Dekorfolien auf diese Elemente appliziert werden. Vor Kurzem konnten mehrere Dekore der Surteco GmbH durch das Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln (ISFH) auf PV-aktive und nichtaktive Fassadenelemente aufgebracht und getestet werden.
„Tests unseres Projektpartners ISFH zeigen, dass die PV-Module mit Dekoren optisch kaum von herkömmlichen Fassadenelementen zu unterscheiden sind und – abhängig vom Dekor – eine Leistung von bis zu 80 Prozent der nicht abgedeckten Vergleichs-Module erreichen“, sagt Dr. Steffen Günther, Projektleiter am Fraunhofer FEP. Trotz des geringeren Ertrags könnten die Dekore nach Ansicht des Fraunhofer FEP die Akzeptanz für BIPV-Lösungen erhöhen, da ästhetische Aspekte bei der Ablehnung von BIPV oft eine große Rolle spielen.
Herausforderung Haftfestigkeit
Eine besondere Herausforderung im Projekt stellt die Haftfestigkeit der Dekorfolien auf dem Frontglas der PV-Module sowie auf der Metallschicht der Fassadenelemente dar. Zudem muss der Dekorlack zuverlässig auf dem Foliensubstrat ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen) haften, das aufgrund seiner hervorragenden Witterungsstabilität bereits in der Architektur etabliert ist. Da ETFE jedoch eine geringe Oberflächenhaftung aufweist, ist es notwendig, die Folien vor der Beschichtung speziell zu behandeln. Am Fraunhofer FEP wurde hierfür ein Plasmaverfahren entwickelt, das die Grenzschicht der ETFE-Folie im Nanometermaßstab aufraut und so die Haftung der Dekorschichten signifikant verbessert.
Die nächsten Schritte im Projekt umfassen die Erprobung weiterer Dekore und Farben sowie umfassende Tests zur Langzeitstabilität und Witterungsfestigkeit der entwickelten Lösungen. Projektleiter Dr. Steffen Günther präsentiert das Projekt und das dabei genutzte Rolle-zu-Rolle-Nanoimprint-Verfahren auf der Radtech Europe Conference in Warschau vom 27. bis 29. Oktober 2025. Weitere Informationen >>>