Vor ein paar Jahren galten Solar-Panels auf dem Dach eines Einfamilienhauses noch als Öko-Spinnerei – heute gehören sie zum Alltag. Gut möglich, dass es mit den Solarfolien des Dresdner Unternehmens Heliatek ähnlich laufen wird. Die hauchdünnen Solarzellen lassen sich an jede Hauswand und sogar auf Glasscheiben montieren, so dass ein Großteil der Energie, die etwa ein Wolkenkratzer braucht, direkt vor Ort erzeugt werden könnte. Das klingt unrealistisch? Denken Sie an die Solar-Panels…

Weltweit wachsen die Großstädte: Bis 2030 wird es laut einer UN-Schätzung 41 Megacitys mit mehr als zehn Millionen Einwohnern geben. Und mit ihnen wachsen die Häuser: Um die 40 Wolkenkratzer mit einer Höhe von 350 und mehr Metern sind zurzeit weltweit in Bau. Für Thibaud Le Séguillon, CEO des Fotovoltaik-Unternehmens Heliatek in Dresden, ist das eine höchst erfreuliche Entwicklung. 

„Wir haben eine Solarfolie entwickelt, die sich problemlos in Fassadenelemente integrieren lässt, aber auch nachträglich darauf angebracht werden kann“, erklärt Le Séguillon, ein gebürtiger Franzose, der vor Dresden in Chicago, Boston und Schanghai gelebt hat. „Mit den gängigen Solarzellen ist das nicht möglich – die sind dafür zu schwer. Bei unserem ,Heliafilm‘ dagegen spielt das Gewicht keine Rolle: Er ist nur einen Millimeter dick und entsprechend leicht.“ Solarfolien? An Hausfassaden? Was der 50-Jährige in seinem frankofon eingefärbten Englisch verkündet, klingt seltsam. Doch es könnte eine Revolution bedeuten. Heliatek, benannt nach dem griechischen Sonnengott Helios, will nicht weniger als ganz normale Gebäude in Stromerzeuger verwandeln.

Mit herkömmlichen Solarmodulen geht das nur in geringem Maße: Die auf Siliziumbasis hergestellten Solarzellen sind schon für sich genommen nicht leicht,  mit den Glasplatten und Stahlrahmen der Modelle für den Privatgebrauch kommt man auf rund 25 Kilogramm pro Quadratmeter. So ein Gewicht lässt sich problemlos auf einem Dach montieren, aber keinesfalls auf einer Fassade. „Bei 1000 Quadratmetern Fassade wären das gut 20 bis 25 Tonnen Gewicht“, rechnet Le Séguillon vor. „Das hält kein Gebäude aus.“ Jeder Statiker gäbe ihm recht.

„Sicher“, gesteht der CEO, der Heliatek seit fünf Jahren leitet, „vergleicht man die Leistung pro Quadratmeter, schneidet Heliafilm schlechter ab als herkömmliche Solarzellen. Aber dafür können wir mit der Folie Gebäudebereiche nutzen, die für normale Solarzellen gar nicht zugänglich sind.“ So lässt sich eine viel größere Fläche nutzen – und auch mehr Energie erzeugen. Obsolet sind klassische Solarzellen damit jedoch nicht. „Wir stehen nicht im Wettbewerb. Wer unsere Solarfolie nutzt, tut das, weil sie so leicht und flexibel ist, dass mit ihr völlig neue Anwendungen möglich sind.“

PET-Folie statt Silber

Mit einem derartigen Durchbruch hat vor zehn Jahren wohl kaum jemand gerechnet. Damals entstand Heliatek im Rahmen einer Kooperation der TU Dresden und der Universität Ulm zur Erforschung organischer Halbleiter. Eine treibende Kraft war der Diplom-Physiker Martin Pfeiffer, der das Unternehmen mitgegründet hat und heute der Technikchef im Haus ist. Ihm ist wichtig, dass es sich bei Heliafilm um organische Solarzellen handelt, also um eine umweltfreundliche Technologie, für deren ressourcenschonende Produktion die Firma in diesem Jahr mit einem GreenTec Award ausgezeichnet wurde. „Heliafilm basiert auf PET-Folie, also einem Kunststoff wie bei einer handelsüblichen Wasserflasche, der praktisch unbegrenzt verfügbar ist“, sagt Pfeiffer.

Das ist ein wichtiger Punkt. „Bei klassischen Solarzellen wird für die Kontaktbahnen zum Beispiel relativ viel Silber verwendet“, erklärt der Spezialist für organische Elektronik. „Das ist jetzt noch kein Problem, wird aber in Zukunft eines werden, wenn es darum geht, nicht nur einige Prozent, sondern vielleicht die Hälfte des Weltenergiebedarfs mit Solarstrom zu decken.“ Ähnlich stehe es mit anderen Rohstoffen, die in den zukünftig benötigten Mengen zum Teil gar nicht existierten.

Es ist einfach, die Vorteile des erst vor zwei Jahren bis zur Serienreife entwickelten Produktes aufzuzählen. Aber die Dresdner sprechen auch offen über Probleme. Das schwerwiegendste ist zurzeit der Wirkungsgrad. Er gibt an, wie viel der zur Verfügung stehenden Energie die jeweilige Technologie tatsächlich in Strom umwandelt.

Die gängigsten Solarzellen haben einen Wirkungsgrad von 15 bis 20 Prozent – für organische Solarzellen liegt der im Februar 2016 erreichte Rekord bei 13,2 Prozent. Ihn hält Heliatek. Natürlich gibt man sich in Dresden optimistisch – das Ziel sei ein Wirkungsgrad von 15 Prozent, und daran werde man arbeiten. Aber das tun andere auch: Nicht nur in Dresden wird intensiv geforscht – in der ganzen Welt arbeiten Unternehmen an der Weiterentwicklung der Fotovoltaik.

Denn unabhängig von regionalen Fördermodellen oder Problemen mit dem Preisverfall infolge chinesischer Billigsolartechnologie zeigt sich immer deutlicher, dass Solarenergie spätestens dann eine große Zukunft hat, wenn die fossilen Energieträger weitgehend erschöpft sind – und dieser Moment ist absehbar.

Völlig unabsehbar dagegen ist, welche Solarzellen die Zukunft bestimmen werden. Noch dominieren Zellen auf Siliziumbasis den Markt, doch Zellen auf Basis des in großen Mengen vorkommenden Minerals Perowskit entwickeln sich langsam zu echten Konkurrenten: Sie sind billig herzustellen, und ihr Wirkungsgrad ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Allerdings haben Perowskitzellen noch einige Schwächen, vor allem ihre Lebensdauer ist bisher sehr kurz. Daneben wird an weiteren Solarzellen geforscht, unter anderem an Tandemzellen, in denen mehrere Schichten übereinanderliegen. Dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg ist es 2013 sogar gelungen, Vierfachzellen zu bauen. Wirkungsgrad: 44,7 Prozent.

Dresden als Tech-Metropole

All das wird wahrscheinlich dazu führen, dass es keine Technologie der Zukunft geben wird, sondern viele Technologien, die neben- und miteinander existieren werden. Für dieses Szenario ist Heliatek gut aufgestellt. Denn die Dresdner haben nicht nur starke Forschungspartner – neben den Gründern sind mittlerweile diverse Einrichtungen an der Entwicklung beteiligt, unter anderem das Freiburger ISE, mit 1100 Mitarbeitern das größte Solarforschungsinstitut Europas.

Auch die Partner aus der Wirtschaft sind sorgfältig gewählt, etwa Reckli aus Herne, ein Spezialist für Architekturbeton, oder die belgische AGC Glass. Denn die Sachsen wollen letztlich keine Solarfolien an Hausbesitzer verkaufen, sondern Bauteile, Glasscheiben, Wände, in denen die Folien bereits integriert sind. Beim Bau eines Gebäudes würde damit die Energiegewinnung gleich mit entstehen.

Die ersten Pilotprojekte laufen. Selbstverständlich befinden sich Folien an der Fassade der Konzernzentrale in Dresden-Mickten, aber auch in Singapur und Ägypten wurde die Innovation schon verbaut. Dort kann die Folie eine weitere Stärke demonstrieren: Herkömmliche Solarzellen funktionieren am besten bei direkten Sonnenlicht, verlieren bei hohen Temperaturen aber zugleich an Wirkungsgrad. Absurd eigentlich. Doch Heliafilm hat das Problem nicht.

Thibaud Le Séguillon sieht angesichts all dessen optimistisch in die Zukunft: „Schon heute, zwei Jahre nachdem wir die ersten Folien auf den Markt gebracht haben, übersteigt die Nachfrage unsere Produktionskapazität.“ Allerdings wird in Dresden bislang auch nur auf einer kleinen Pilotanlage produziert.

2018 soll sich das ändern. Dann wird auf dem Firmengelände eine neue Anlage in Betrieb genommen, die eine Million Quadratmeter Solarfolie pro Jahr herstellen soll. Dafür sah der CEO bei der vergangenen Finanzierungsrunde einen Bedarf von 75 Millionen Euro – keine Hürde für die Miteigentümer: Die Firma sammelte 80 Millionen Euro ein, unter anderem vom BMW-Großaktionär Stefan Quandt. Den hat möglicherweise auch überzeugt, dass das nächste große Einsatzgebiet von Heliafilm die Energieversorgung im Auto sein soll.

2015 war Heliatek die einzige deutsche Firma unter den 49 Technologie-Pionieren auf dem Weltwirtschaftsforum. Das war wie eine Auszeichnung – die sich das Unternehmen nun verdienen muss. Thibaud Le Séguillon sagt, er fühle sich dabei von der Stadt gut unterstützt. Der politische Wille, Dresden zu einer Tech-Metropole zu machen, sei bemerkenswert. Und das Potenzial seines Produktes könne er gar nicht absehen. „Der Markt ist gigantisch. Es geht nicht nur um Gebäude und Autos – man kann mit Heliafilm überall Energie produzieren: auf Smartphones, Kleidung, was Sie sich vorstellen können. Ich habe nicht genug Fantasie, um heute sagen zu können, was in Zukunft möglich sein wird. Aber ich bin sicher, wir werden alle überrascht sein.“

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