Рулонная наноимпринтная литография обеспечивает бесшовную и энергоэффективную интеграцию фотоэлектрических систем в строительные конструкции.
Свободно комбинируемые элементы фасада с декоративной пленкой: слева — фотоэлектрический модуль, справа — элемент фасада из листового металла без фотоэлектрической функции.
Фраунгофер ФЭП
Институт электронно-лучевых и плазменных технологий Фраунгофера (FEP) достиг важной вехи в проекте Design-PV, сделав солнечные модули более привлекательными для современной архитектуры.
Используя рулонную наноимпринтную литографию (NIL), команда разработала декоративные пленки, которые позволяют фотоэлектрическим (PV) модулям органично вписываться в фасады зданий, не жертвуя при этом эффективностью.
Подробнее о наноимпринтной литографии (NIL)
Наноимпринтная литография (НИЛ) похожа на штамповку узоров на плёнке, но на микроскопическом уровне. Мастер-ролик с мельчайшими структурами вдавливается в жидкое покрытие на движущейся плёнке.
В то же время электронные лучи быстро затвердевают, закрепляя узоры. В покрытие можно добавлять пигменты или частицы для придания цвета или создания декоративных эффектов.
Поскольку процесс происходит с рулона на рулон, он может осуществляться непрерывно, производя плёнки шириной до 1250 мм со скоростью до нескольких десятков метров в минуту. Это обеспечивает крупномасштабное, эффективное и экономичное производство.
Почему фотоэлектрические системы?
Германия поставила перед собой цель достичь климатической нейтральности к 2045 году, и расширение использования возобновляемых источников энергии является важнейшим фактором в реализации этого плана.
В частности, фотоэлектрические системы играют решающую роль, поскольку их можно размещать на крышах и вертикальных поверхностях, которые в противном случае остались бы неиспользованными.
Встраивая солнечные модули в фасады зданий, города могут раскрыть огромный дополнительный энергетический потенциал, не требуя новых земельных участков и не меняя городской облик. Интегрированные в здания фотоэлектрические системы (BIPV) — ключевой путь к масштабированию чистой энергии в густонаселённых районах.
Эстетика встречается с энергией
В ходе первоначальных испытаний новые фотоэлектрические модули визуально не отличались от обычных металлических фасадных панелей, при этом обеспечивая до 80% производительности по сравнению с открытыми сравнительными модулями.
Это знаменует собой важный шаг на пути к достижению эстетического результата, поскольку строители и архитекторы всегда считали это препятствием для внедрения BIPV.
«Испытания, проведенные партнером проекта ISFH, показывают, что фотоэлектрические модули с декоративной отделкой визуально неотличимы от обычных элементов фасада и, в зависимости от отделки, достигают до 80% производительности непокрытых сравнительных модулей», — сказал доктор Штеффен Гюнтер, руководитель проекта в Fraunhofer FEP.
Преодоление проблем с адгезией
Существенной проблемой является обеспечение прочной адгезии декоративных пленок как к стеклянным фотоэлектрическим модулям, так и к металлическим фасадным элементам.
Чтобы решить эту проблему, компания Fraunhofer FEP разработала процесс плазменной обработки, который придает пленке-подложке ETFE шероховатость в наномасштабе, значительно улучшая адгезию для долгосрочного использования.
В связи с тем, что Германия стремится к достижению климатической нейтральности, использование неиспользуемых площадей зданий для производства энергии имеет решающее значение. Сочетая эстетику с функциональностью, проект Design-PV может ускорить общественное признание BIPV в городском дизайне.
На следующем этапе будут протестированы дополнительные цвета, узоры и долговечность в реальных условиях. Результаты будут представлены на конференции Radtech Europe в Варшаве, Польша (27–29 октября 2025 г.).
Проект Design-PV финансируется Федеральным министерством экономики и энергетики. Наряду с FEP в проекте участвуют такие компании, как SURTECO GmbH, FLAGCHGLAS Sachsen GmbH, Ronge GmbH и TOMASIC Engineering GmbH.
Sourse: interestingengineering.com
