۲ سپتامبر ۲۰۲۵، عکس از نویسنده: آتاروا گوساوی-عناصر نما با قابلیت ترکیب آزادانه با فیلم تزئینی – در سمت چپ، یک ماژول PV و در سمت راست، یک عنصر نمای فلزی بدون قابلیت PV.
موسسه فناوری پرتو الکترونی و پلاسما فرانهوفر (FEP) به نقطه عطف بزرگی در پروژه Design-PV رسیده است که ماژول‌های خورشیدی را برای معماری مدرن جذاب‌تر می‌کند.
این تیم با استفاده از لیتوگرافی نانوچاپ رول به رول (NIL)، فیلم‌های تزئینی را توسعه داده است که به ماژول‌های فتوولتائیک (PV) اجازه می‌دهد بدون کاهش راندمان، به‌طور یکپارچه در نمای ساختمان‌ها ترکیب شوند. اطلاعات بیشتر در مورد لیتوگرافی نانوچاپ (NIL)
لیتوگرافی نانوچاپ (NIL) مانند مهر کردن الگوها روی یک فیلم است، اما در سطح میکروسکوپی. یک غلتک اصلی با ساختارهای ریز به یک پوشش مایع روی یک فیلم متحرک فشرده می‌شود.در همان زمان، پرتوهای الکترونی به سرعت پوشش را سخت می‌کنند و الگوها را در جای خود قفل می‌کنند. رنگدانه‌ها یا ذرات را می‌توان با پوشش مخلوط کرد تا رنگ یا جلوه‌های تزئینی ایجاد شود.
از آنجا که این اتفاق در یک فرآیند رول به رول رخ می‌دهد، می‌توان آن را به طور مداوم انجام داد و فیلم‌هایی تا عرض ۱۲۵۰ میلی‌متر را با سرعت ده‌ها متر در دقیقه تولید کرد. این امر تولید در مقیاس بزرگ، کارآمد و مقرون به صرفه را تضمین می‌کند.
آلمان هدف خود را رسیدن به بی‌طرفی اقلیمی تا سال ۲۰۴۵ قرار داده است و گسترش انرژی‌های تجدیدپذیر محرک مهمی در اجرای این طرح است.به ویژه فتوولتائیک‌ها نقش مهمی ایفا می‌کنند زیرا می‌توانند روی پشت بام‌ها و سطوح عمودی که در غیر این صورت بلااستفاده باقی می‌مانند، مستقر شوند.
با تعبیه ماژول‌های خورشیدی در نمای ساختمان‌ها، شهرها می‌توانند بدون نیاز به زمین جدید یا تغییر زیبایی‌شناسی شهری، پتانسیل انرژی اضافی گسترده‌ای را آزاد کنند. فتوولتائیک‌های یکپارچه با ساختمان (BIPV) یک مسیر کلیدی برای گسترش انرژی پاک در مناطق پرجمعیت است.
در آزمایش‌های اولیه، ماژول‌های جدید PV از نظر بصری از پنل‌های نمای فلزی معمولی قابل تشخیص نبودند، در حالی که همچنان تا 80٪ عملکرد ماژول‌های مقایسه‌ای بدون پوشش را ارائه می‌دادند.این یک گام کلیدی در فتح زیبایی‌شناسی است، زیرا سازندگان و معماران همیشه آن را مانعی برای پذیرش BIPV می‌دانستند.
دکتر استفن گونتر، مدیر پروژه در Fraunhofer FEP، گفت: “آزمایش‌های انجام شده توسط شریک پروژه، ISFH، نشان می‌دهد که ماژول‌های PV با روکش‌های تزئینی از نظر بصری از عناصر نمای معمولی قابل تشخیص نیستند و بسته به نوع روکش، تا 80٪ عملکرد ماژول‌های مقایسه‌ای بدون پوشش غلبه بر چالش‌های چسبندگی را به دست می‌آورند.”
یک مانع مهم، تضمین چسبندگی قوی فیلم‌های تزئینی روی ماژول‌های شیشه‌ای PV و عناصر فلزی نما است.
برای حل این مشکل، Fraunhofer FEP یک فرآیند تصفیه پلاسما ایجاد کرد که زیرلایه فیلم ETFE را در مقیاس نانو زبر می‌کند و چسبندگی را برای استفاده طولانی مدت به طور چشمگیری بهبود می‌بخشد.
با توجه به اینکه آلمان به دنبال هدف خنثی‌سازی آب و هوا است، استفاده از سطوح ساختمانی بکر برای تولید انرژی ضروری است. پروژه Design-PV با ترکیب زیبایی‌شناسی و عملکرد، می‌تواند پذیرش عمومی BIPV را در طراحی شهری تسریع کند.مرحله بعدی، رنگ‌ها، الگوها و دوام طولانی مدت بیشتری را در شرایط دنیای واقعی آزمایش خواهد کرد. نتایج در کنفرانس Radtech Europe در ورشو، لهستان (27 تا 29 اکتبر 2025) ارائه خواهد شد.
