Alles Leben ist Problemlösen. (Karl Popper)

Farbstoffsolarzelle

Borderstep und seine Rolle bei der Technologie- und Produktentwicklung

Die Farbstoffsolarzelle wird, nach ihrem Erfinder Michael Grätzel (EPFL, Lausanne/Schweiz) auch Grätzel-Zelle genannt. Sie wandelt in einem elektrochemischen Prozess Licht in elektrische Energie um. Das Licht wird von einem organischen Farbstoff absorbiert. Damit ahmt die Farbstoffsolarzelle das Prinzip der Photosynthese nach, bei der diese Aufgabe der grüne Blattfarbstoff Chlorophyll übernimmt.

In welcher Form war Borderstep an der Farbstoffsolarzelle beteiligt?

Borderstep war über zwei verschiedene Projekte an der Entwicklung der Farbstoffsolarzelle beteiligt:

  • ColorSol: Nachhaltige Produktinnovationen durch Farbstoffsolarzellen, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Innovation Communities: Rolle und Erfolgsbeitrag von Innovation Communities im Entstehungs- und Durchsetzungsprozess grundlegender Innovationen, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Welche Rolle spielte Borderstep bei der Entwicklung der Technologie?

Die Unterstützung für diese neuartige Technologie durch Borderstep bestand im Projekt Colorsol unter anderem darin, den Markt für ihren Einsatz in Gebäudefassaden zu analysieren und die komplexe Technologie- und Produktentwicklung durch Methoden wie Roadmapping und Zielkostenrechung zu unterstützen.

Außerdem wurden Architekten und Gebäudeplaner als Lead User in den Entwicklungsprozess einbezogen und so wichtige Parameter für die Technologientwicklung bestimmt. So kristallisierte sich zum Beispiel rasch heraus, dass für eine erfolgreiche Vermarktung die Erfüllung technischer Standards des Fassadenbaus wichtiger ist als hohe Wirkungsgrade oder viele Farben. Nur so sei es überhaupt möglich, in den Markt hineinzukommen, erklärten die Architekten. Ein Umstand, den die Entwickler in ihrem ursprünglichen Konzept nicht berücksichtigt hatten. Die von Borderstep konzipierten und angeleiteten Workshops und die damit einhergehenden Markttests könnten ein einzelner Erfinder oder ein Start-up wohl nur schwer organisieren.

  • Versuchszellen (Größe ca. 1 cm²) mit unterschiedlichen Farbstoffen des Forschungspartner Fraunhofer ISE zeigen seit vielen Jahren befriedigende Ergebnisse und Wirkungsgrade. Jetzt soll das Zellkonzept in größerem Maßstab erprobt werden.
    Juli 2005
  • Ein erster Prototyp einer aufskalierten Farbstoffsolarzelle (Größe 30 cm²) ist verfügbar. Für seine Herstellung müssen angepasste Prozesse und Maschinen entwickelt werden.
    Juli 2006
  • Ein Demonstrator mit mehreren aufskalierten Zellen zeigt, dass Farbstoffsolarzellen in gängigen Fassadenkonstruktionen genutzt werden können. Er kommt vor allem für Messen und Workshops mit Architekten und Gebäudeplanern zum Einsatz.
    Juli 2007
  • Im Laufe der Verhandlungen über eine Produktisierung und Kommerzialisierung der Technik wird deutlich, dass weitere Partner mit Wissen zur Produktionstechnik und –prozessen benötigt werden. Die Firma Solaronix wird in das Konsortium aufgenommen.
    August 2008
  • Nach Klärung einer Vielzahl technischer Details und weiterer Workshops mit Partnern aus der Produktionstechnik beginnen Verhandlungen über eine repräsentative erste Fassade mit Farbstoffsolarzellen. Die Wahl fällt auf das SwissTech Convention Center.
    April 2010
  • Eröffnung des SwissTech Convention Center mit Fassade aus Farbstoffsolarzellen. Zum weltweit ersten Mal werden Farbstoffsolarzellen in mehreren Farben auf einer solchen Fläche verbaut. Ab sofort ist Solaronix ein Anbieter hochwertiger Farbstoffsolarzellen.
    April 2014

Auf welche Weise profitiert eine Innovation durch Zusammenarbeit?

Mit der Entwicklung und Durchsetzung solch radikaler Innovationen befasste sich das Borderstep-Projekt „Innovation Communities“, das die Rolle und den Erfolgsbeitrag von Innovation Communities, d.h. der Zusammenarbeit von Schlüsselakteuren, im Entstehungs- und Durchsetzungsprozess grundlegender Innovationen untersuchte. Wer sind die entscheidenden Schlüsselakteure, die ein Innovationsvorhaben zum Erfolg führen? Durch welche Eigenschaften und Fähigkeiten tragen sie zum Erfolg bei und welche Akteure und Organisationen fehlen, um die Technologie am Markt erfolgreich werden zu lassen?

Im Falle der Farbstoffsolarzelle fehlten in dem Akteursnetzwerk, trotz hoher fachlicher Kompetenz, beispielsweise Unternehmer, die das finanzielle Risiko einer Markteinführung abschätzen und tragen konnten. Im Rahmen des Vorhabens Innovation Communities wurden genau diese Schwachstellen des Innovationsnetzwerkes analysiert und Lösungen in Form neuer Kooperationspartner dafür gefunden.

Wie unterstützte Borderstep die Durchsetzung der Farbstoffsolarzelle am Markt?

Borderstep spielte eine wesentliche Rolle dabei, das Partnernetzwerk für die Entwicklung und Kommerzialisierung der Farbstoffsolarzelle zu entwickeln und zu organisieren. Außerdem unterstütze das Institut durch seine Methodenkompetenz bei der Analyse, Bewertung und Planung der zentralen technischen, wirtschaftlichen und organisatorischen Parameter.

Als neutraler Prozesspromotor wirkte Borderstep als Vermittler zwischen den verschiedenen Interessengruppen und konnte dabei Alternativen vergleichen, ohne auf politische oder einzelwirtschaftliche Interessen Rücksicht nehmen zu müssen.

Trotz vieler unvorhergesehener Zwischen- und Rückschritte – auch das liegt in der Natur von Innovationen – wurde so aus einem Prototyp im Labor ein marktreifes Produkt. Inzwischen werden Farbstoffsolarzellen im großen Stil eingesetzt. Der Durchbruch gelang im Jahr 2013 mit der Eröffnung des „SwissTech Convention Center“  der École Polytechnique Fédéral de Lausanne, das eine 300 m² große Fassade aus Farbstoffsolarzellen besitzt.

Projektergebnisse

Unsere Partner