Almanya’daki Fraunhofer Elektron Işını ve Plasma Teknolojisi Enstitüsü (FEP), güneş panellerinin modern mimariyle uyumlu hale getirilmesine yönelik önemli bir aşama kaydetti. Geliştirilen yeni dekoratif filmler sayesinde, fotovoltaik (PV) modüller hem estetik bir görünüm sunuyor hem de verimliliklerini kaybetmiyor. Roll-to-roll nanoimprint litografi (NIL) tekniğiyle üretilen bu filmler, binaların dış cepheleriyle mükemmel bir şekilde bütünleşebiliyor.
Bu süreç, sıvı kaplamaya mikro ölçekte desenlerin baskı yapıldığı bir yöntemle gerçekleştiriliyor. Küçük yapılarla donatılmış bir ana makaradan elde edilen desenler, hareketli bir film üzerinde bastırılarak oluşturuluyor ve aynı anda elektron ışınları kullanılarak kaplama katmanı sertleştiriliyor. Böylece dekoratif etkilerin yanı sıra çeşitli renkler de eklenebiliyor. Sürekli bir üretim süreci sayesinde, filmler 1250 mm genişliğinde yüksek hızlarda üretilebiliyor.
Almanya’nın 2045 yılına kadar iklim nötr olma hedefi doğrultusunda, yenilenebilir enerjinin genişletilmesi büyük önem taşıyor. Binaların dış cephelerine entegre edilen güneş panelleri, kullanılmayan yüzeylerin enerji üretiminde devreye girmesini sağlıyor. Ayrıca, yaşam alanlarının estetiğini bozmadan enerji potansiyelini artırma imkanı sunuyor. İlk testlerde, yeni güneş modülleri geleneksel metal dış cephe panelleriyle görsel olarak neredeyse ayırt edilemezken, standart test edilen panellerin performansının yüzde 80’ine kadar çıkabildiği belirlendi.
Fraunhofer FEP proje yöneticisi Dr. Steffen Günther, “Dekoratif yüzeylere sahip PV modülleri, geleneksel dış cephe elemanlarıyla görsel olarak ayırt edilemiyor ve yüzey bitimlerine bağlı olarak, kapaksız karşılaştırma modüllerinin performansının yüzde 80’ine kadar ulaşabiliyorlar” açıklamasını yaptı.
Dekoratif filmlerin güneş hücresi camı ve metal dış cephe bileşenleri üzerinde güçlü bir şekilde yapışmasını sağlamak önemli bir zorluktu. Bu sorun için, Fraunhofer FEP, ETFE film alt tabakasını nanoskalada pürüzlendiren bir plazma işlem süreci geliştirdi. Böylece, uzun vadeli kullanım için yapışkanlık büyük ölçüde artırılmış oldu.
Estetik ile işlevselliği birleştirerek, Design-PV projesinin kentsel tasarımda BIPV’nin kabulünü hızlandırması bekleniyor. Projenin bir sonraki aşamasında, çeşitli renkler ve desenler ile uzun vadeli dayanıklılık gerçek dünya koşullarında test edilecek. Sonuçlar, 2025 yılı Ekim ayında Polonya’nın Varşova kentinde düzenlenecek Radtech Avrupa Konferansı’nda sunulacak. Design-PV projesi, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilmektedir ve FEP’nin yanı sıra SURTECO GmbH, FLAGCHGLAS Sachsen GmbH, Ronge GmbH ve TOMASIC Engineering GmbH gibi firmalarla işbirliği yapılmaktadır.