Met een jaarlijkse productie van ongeveer 11 megawattuur zonne-elektriciteit uit slechts zestig geïntegreerde modules heeft het Fraunhofer Institute for Solar Energy Research (ISE) significante vooruitgang geboekt in de wereld van zonne-energie, door de introductie van hun MorphoColor technologie. Deze innovatie, geïnspireerd door de vleugels van de Morpho-vlinder, gebruikt de natuur om de esthetiek van zonnepanelen te verbeteren.

Het MorphoColor-concept is geïnspireerd door de prachtige kleuren van de Morpho-vlinder. In plaats van traditionele kleurstoffen of pigmenten te gebruiken, krijgt deze vlinder zijn unieke kleur door de speciale manier waarop licht weerkaatst wordt door de nanostructuur op zijn vleugels. Deze structuren zijn opgebouwd uit meerdere lagen chitine, die lichtgolven reflecteren en interfereren, waardoor bepaalde golflengtes van het zonlicht worden versterkt en andere worden geannuleerd.

Wetenschappers hebben dit natuurlijke fenomeen bestudeerd en zich laten inspireren om de MorphoColor technologie te ontwikkelen. Door gebruik te maken van vergelijkbare nanostructuren, kunnen ze licht manipuleren om specifieke kleuren te produceren door interferentie, terwijl ze tegelijkertijd fotovoltaïsche absorptie optimaliseren.

MorphoColor heeft een unieke fotonische structuur waarin een interferentielaag wordt gecombineerd met een geometrisch gestructureerd substraat. Deze combinatie zorgt ervoor dat een smalbandige reflectie maximale resultaten oplevert. Het resultaat is een zonnepaneel dat een specifieke kleur reflecteert, terwijl het grootste deel van het zonlicht kan passeren, waardoor een efficiëntie van minstens 90 procent wordt behouden.

Het gebruik van deze technologie in zonnepanelen heeft niet alleen esthetische voordelen, zoals het naadloos integreren van zonnepanelen in gebouwontwerpen, maar biedt ook functionele voordelen. De technologie maakt het mogelijk om zonnepanelen te tinten zonder de efficiëntie te verliezen. Zo kunnen bijvoorbeeld baksteenrood getinte panelen volledig opgaan in het gebouwenvelop.

Gebouwgeïntegreerde zonnepanelen
Bijna twee jaar nadat het Fraunhofer ISE hun gepatenteerde MorphoColor zonnetechnologie onderzocht, heeft het instituut zestig van deze modules geïntegreerd in haar gevel. Deze gebouwgeïntegreerde fotovoltaïsche (BIPV) pilot zal het onderzoeksinstituut jaarlijks voorzien van ongeveer 11 megawattuur zonne-elektriciteit.

Dr. Harry Wirth, afdelingsmanager Fotovoltaïsche Modules en Energiecentrales bij ISE, benadrukt het enorme potentieel en de toekomstige impact van deze technologie op de energietransitie. "Het potentieel van gebouwgeïntegreerde PV is enorm; voor daken en gevels samen berekenen we een technisch potentieel van 1.000 gigawattpiek in Duitsland. Dat is twee keer het nominale vermogen dat nodig is voor de energietransitie."

Wanneer gevestigde ondernemingen zoals IKEA besluiten om hun warenhuizen te voorzien van blauwe PV-panelen op de gevel, ontstaan er aanzienlijke mogelijkheden voor CO2-reductie. Alleen in Duitsland zijn er 53 warenhuizen met een gemiddelde oppervlakte van ongeveer 29.000 vierkante meter per winkel. De geveloppervlakte die geschikt is voor PV bedraagt ongeveer 270.000 vierkante meter. Dit zou jaarlijks een besparing van 20.000 ton CO2 mogelijk maken. En dat is slechts één bedrijf in één land. De mogelijkheden voor uitbreiding en impact op een wereldwijde schaal zijn enorm.