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Smart City Graz mit Grätzel-Zelle

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Die Grätzel-Zelle (auch Farbstoffsolarzelle; englisch dye-sensitized solar cell, kurz DSSC, DYSC oder DSC) dient der Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Es handelt sich um eine Anwendung aus der Bionik, die ihrer Funktion nach auch elektrochemische Farbstoff-Solarzelle genannt wird. Diese Solarzelle ist nach Michael Grätzel (EPFL, Lausanne, Schweiz) benannt, der sie Anfang der 1990er Jahre erfand und 1992 patentieren ließ. Die elektrochemische Farbstoff-Solarzelle verwendet zur Absorption von Licht nicht ein Halbleitermaterial, sondern organische Farbstoffe, zum Beispiel den Blattfarbstoff Chlorophyll

Die Grätzel-Zelle ist eine der Kerntechnologien des Smart City Graz Projekts. Sie ist eine färbig bis weißlich durchscheinende Photovoltaik (PV), die zwischen Glasplatten eingebracht ist, aber auch als flexible Schicht zwischen Kunststofffolien eingesetzt wird (zB. Rucksäcke, Tablett-Hüllen).

Die Grätzel-Zelle funktioniert wie die Photosynthese (durch Licht betriebener Stoffwechsel) in jedem Pflanzenblatt: Licht wird eingefangen und in elektrischen Strom umgewandelt. In der Pflanze treibt das das Wachstum – bei der Grätzel-Zelle erzeugt dieser Prozess Strom.

Vorteile der Grätzel-Zelle im Betrieb liegen in den geringen Einbußen an Ertrag bei schwachem, diffusem Licht und in der Transparenz. Vor einem Fenster läßt sie tagsüber Licht nach innen und wirkt als Sonnenschutz, abends nutzt sie den „Lichtabfall“ der vom Kunstlicht nach außen abgegeben wird. Darüber hinaus reagiert die Grätzel-Zelle nicht empfindlich auf Teilverschattung. Vorteile in der Herstellung liegen in den vergleichsweise niedrigen Kosten der Ausgangsprodukte und des Herstellungsprozesses sowie vor allem in der wesentlich geringeren Umweltbelastung.

Nach einer Teststellung als „indoor“-PV am Flughafen Genf ist das Smart City Graz Projekt die weltweit erste großflächige Anwendung dieser Technologie. Sie wird die Hülle des „Science Tower“ und des Auftriebskraftwerks bilden und an der Energiezentrale als Schallschutzwand gegen die Bahnstrecke sowie im Dach eingesetzt werden.