Licht, Glasfläche und Strom geraten bei semitransparenten Solarmodulen in einen Zielkonflikt: Je mehr sichtbares Licht durch ein Modul fällt, desto weniger Licht steht grundsätzlich für die Stromerzeugung zur Verfügung. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und der Universität Freiburg berichten nun von einem organischen Photovoltaik-Forschungsmodul, das diesen Zielkonflikt messbar verschiebt. Das Modul ist 14,5 mal 14,5 Zentimeter groß, also 210,25 Quadratzentimeter, erreicht durchschnittlich 43,2 Prozent sichtbare Transmission und bis zu 9,26 Prozent Wirkungsgrad. Daraus ergibt sich eine Light-Utilization-Efficiency von bis zu 4,0 Prozent.
Das ist ein Labor- und Prozessfortschritt, aber noch kein Produktversprechen. Die Arbeit zeigt, dass sich organische Photovoltaik, kurz OPV, mit einem industrienahen Herstellungsprozess zu semitransparenten Modulen verarbeiten lässt. Sie zeigt nicht, dass solche Module bereits verfügbar, wirtschaftlich, zugelassen oder für konkrete Bau- und Fahrzeugintegrationen freigegeben wären. Auch eine Ablösung klassischer Silizium-Photovoltaik lässt sich daraus nicht ableiten.
Was die 43,2 Prozent Transmission bedeuten
Die sichtbare Transmission beschreibt, welcher Anteil des sichtbaren Lichts durch das Modul hindurchtritt. Im gemeldeten Fall sind es im Durchschnitt 43,2 Prozent. Vereinfacht gesagt: Ein erheblicher Teil des sichtbaren Lichts bleibt für Durchblick, Tageslicht oder Pflanzenbeleuchtung erhalten. Der Wert sagt aber noch nichts darüber aus, wie angenehm der Farbeindruck ist, wie gleichmäßig die Fläche wirkt oder wie sich das Modul in einer realen Fassade, einem Gewächshausdach oder einer Fahrzeugfläche verhält.
Gerade bei semitransparenten Modulen ist diese Kenngröße wichtig, weil die Anwendung nicht nur Strom liefern soll. Eine Glasfläche, die zu dunkel ist, erfüllt viele architektonische oder agrarische Anforderungen nicht. Umgekehrt sinkt bei sehr hoher Transparenz typischerweise die Stromausbeute. Der berichtete Wert steht deshalb im Zentrum der Aussage: Die Forschenden haben ein Modul vorgestellt, das sichtbar lichtdurchlässig bleibt und dennoch eine relevante elektrische Leistung erreicht.
Was der Wirkungsgrad sagt – und was nicht
Der Wirkungsgrad von bis zu 9,26 Prozent gibt an, welcher Anteil der eingestrahlten Solarenergie unter definierten Messbedingungen in elektrische Energie umgewandelt wird. Bei klassischen, opaken Siliziummodulen liegen marktübliche Werte deutlich höher. Der Vergleich ist jedoch nur begrenzt hilfreich, weil das semitransparente OPV-Modul absichtlich einen großen Teil des sichtbaren Lichts durchlässt. Es ist nicht darauf optimiert, möglichst alles Licht zu absorbieren.
Wichtig ist die Formulierung „bis zu“. Sie beschreibt den besten berichteten Wert für das Forschungsmodul und ersetzt keine belastbare Ertragsprognose im Außenbetrieb. Für reale Anwendungen wären weitere Daten nötig: Langzeitstabilität, Verhalten bei wechselnden Temperaturen, Feuchte, UV-Belastung, Verschattung, mechanische Beanspruchung und elektrische Homogenität über größere Flächen.
Warum die LUE hier zentral ist
Die Light-Utilization-Efficiency, kurz LUE, verbindet Transparenz und Wirkungsgrad. Sie ist besonders nützlich, wenn es um semitransparente Photovoltaik geht, weil sie beide Ziele zusammen betrachtet: Lichtdurchlass und Stromerzeugung. Nach den genannten Zahlen ergibt eine einfache redaktionelle Rechnung: 0,432 mal 0,0926 mal 100 gleich 4,00032 Prozent. Das bestätigt den berichteten LUE-Wert von bis zu 4,0 Prozent rechnerisch.
Diese Rechnung ist jedoch keine Ertragsprognose. Sie sagt nicht, wie viele Kilowattstunden ein Quadratmeter Modul in Freiburg, Hamburg oder auf einem Fahrzeugdach liefern würde. Sie zeigt nur, dass die veröffentlichten Kennwerte zueinander passen. Für Planerinnen, Betreiber oder Hersteller wäre erst eine Kombination aus Flächenskalierung, Außenmessungen, Alterungsdaten und Kostenanalyse entscheidend.
Der Herstellungsansatz: transparent, reflektierend, verschaltet
Technisch interessant ist vor allem der Schicht- und Prozessaufbau. Die Rückelektrode wird gesputtert. Sie lässt sichtbares Licht durch, reflektiert aber nahes Infrarot. Damit wird ein Teil des Spektrums genutzt, ohne den sichtbaren Durchblick vollständig aufzugeben. Die organischen Schichten sowie eine metallfreie PEDOT:PSS-Top-Elektrode werden per Slot-Die-Beschichtung aufgebracht. Slot-Die-Verfahren gelten als relevant für größere Beschichtungsflächen, weil sie kontinuierlich und materialeffizient betrieben werden können.
Das Forschungsmodul besteht zudem nicht aus einer einzelnen großen Zelle. Mehr als 100 Zellstreifen wurden per Laser monolithisch verschaltet. Monolithische Verschaltung bedeutet, dass die Teilzellen direkt auf dem Substrat strukturiert und elektrisch verbunden werden. Das ist für Module wichtig, weil Spannung und Strom auf anwendungstaugliche Werte gebracht werden müssen. Zugleich stellt jede Strukturierung Anforderungen an Präzision, Homogenität und geringe elektrische Verluste.
Das Fraunhofer ISE spricht von einem industrienahen Fertigungsprozess. Diese Formulierung ist wichtig, bedeutet aber nicht Serienproduktion. Industrienah heißt hier: Die Prozessschritte orientieren sich an Verfahren, die prinzipiell auf größere Flächen übertragbar sind. Ob daraus robuste, kostengünstige und reproduzierbare Produkte entstehen, ist eine eigene Frage.
Flexibilität und Außenbetrieb: was belegt ist
In der Berichterstattung zu organischer Photovoltaik spielen flexible Module häufig eine große Rolle. Für den hier genannten Biegetest gilt jedoch eine klare Einschränkung: Rund 1.275 Biegezyklen beziehen sich auf separate Testkörper, nicht auf das beschriebene 14,5 mal 14,5 Zentimeter große Forschungsmodul selbst. Der Test ist daher ein Hinweis auf mechanisches Potenzial des Material- und Prozessansatzes, aber kein Nachweis für die Belastbarkeit eines fertigen großen Moduls in einer realen Anwendung.
Auch andere Studien zu OPV im Außenbetrieb sind als Kontext relevant, aber nicht als Leistungsdaten dieses konkreten Moduls. Sie können zeigen, welche Fragen bei organischen Solarzellen im Freien typischerweise auftreten: Alterung durch Sauerstoff und Feuchte, Temperaturzyklen, UV-Stabilität, Verkapselung, Kontaktdegradation und Leistungseinbußen über Zeit. Für das hier vorgestellte Modul müssen solche Daten separat erhoben werden.
Mögliche Anwendungen bleiben vorerst Möglichkeiten
Semitransparente organische Photovoltaik wird häufig für Fassaden, Gewächshäuser oder Fahrzeugdächer diskutiert. In Fassaden könnte sie Tageslicht und Stromerzeugung verbinden. In Gewächshäusern wäre entscheidend, welche Wellenlängen Pflanzen weiterhin erreichen. Auf Fahrzeugdächern könnten Gewicht, Formfaktor und Teilverschattung eine Rolle spielen. Für all diese Felder gilt aber: Die genannten Anwendungen sind mögliche Richtungen, keine belegten Einsatzfälle dieses Moduls.
Gerade bei Gebäuden kommen zusätzlich Zulassungen, Brandschutz, mechanische Sicherheit, elektrische Normen, Reinigung, Austauschbarkeit und Integration in Fassadensysteme hinzu. Bei Gewächshäusern wären Pflanzenwachstum, Ertrag, Lichtverteilung und landwirtschaftliche Wirtschaftlichkeit zu prüfen. Bei Fahrzeugen zählen Vibration, Temperaturwechsel, Krümmung, Crash-Anforderungen und die Einbindung in Bordnetze. Diese Punkte werden durch einen guten Forschungswert nicht automatisch gelöst.
Was als Nächstes entscheidend ist
Der nächste belastbare Schritt wäre die Übertragung auf größere flexible Flächen oder Rolle-zu-Rolle-Prozesse, kombiniert mit Außenbetrieb. Dabei müssten Alterung, Homogenität, Verkapselung, elektrische Verschaltung, optische Gleichmäßigkeit, Integration und Kosten gemeinsam bewertet werden. Erst dann lässt sich beurteilen, ob der Ansatz über ein starkes Labormodul hinaus industriell relevant wird.
Der berichtete Fortschritt ist deshalb am besten als präziser Zwischenstand zu lesen: Ein kleines organisches, semitransparentes Forschungsmodul erreicht eine ungewöhnliche Kombination aus Transparenz und Wirkungsgrad, und der Herstellungsweg ist näher an skalierbaren Verfahren als viele reine Laborprozesse. Was daraus in Produkten wird, entscheidet sich erst an größeren Flächen, längeren Tests und konkreten Integrationsszenarien.
Quellen und weiterführende Informationen
- Fraunhofer ISE: Semitransparente PV-Module mit industrienahem Fertigungsprozess entwickelt
- Fachartikel in Joule, DOI: 10.1016/j.joule.2026.102598
- Energieforschung.de: Projekt Durchblick-PV zu organischen Photovoltaik-Modulen
Hinweis: Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft. Stand: 2026-08-25.
