Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zukunftspreis: Elektronik aus  Plastik

15.12.2011
Der Deutsche Zukunftspreis 2011 ging an ein Forscher-Team mit Fraunhofer-Beteiligung.

Professor Karl Leo, Dr. Jan Blochwitz-Nimoth und Dr. Martin Pfeiffer erhielten gestern für ihre Entwicklungen in der »Organischen Elektronik« den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation.

Am Anfang gab es eine Abfuhr. Das kann niemals funktionieren, winkte ein Fachgutachter einer Forschungsförderungsagentur ab. Jetzt, 15 Jahre später, hat der Physiker Prof. Karl Leo mit zwei Mitstreitern für den heftig kritisierten Forschungsansatz den Deutschen Zukunftspreis erhalten, einen der bedeutendsten Forschungspreise des Landes.

Leo, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden, hat sich der organischen Elektronik verschrieben. Bisher wird für elektronische Bauteile vor allem anorganisches Silizium verwendet. Das spröde Material ist zwar ein guter Halbleiter, doch seine Herstellung erfordert einen erheblichen Aufwand. Man muss bei hohen Temperaturen einen großen Kristall heranwachsen lassen und anschließend in dünne Scheiben, die »Wafer«, zerschneiden.

Eleganter ist es, einen organischen Stoff zu verwenden, eine Art Farbstoff, wie er auch für Straßenschilder verwendet wird. Der lässt sich problemlos auf biegsame Folien oder andere Substrate auftragen. So können Träume wahr werden: etwa ein Bildschirm, den man zusammenrollen und in die Tasche stecken kann, oder eine Fensterscheibe, die nachts auf Knopfdruck leuchtet, das Zimmer in ein angenehmes Licht taucht und kaum Strom verbraucht. Allerdings sind organische Farbstoffe schlechte Halbleiter. Hier kommt die entscheidende Idee zum Zug, die zunächst belächelt wurde: Die unzureichende Leitfähigkeit wird mit einer Dotierung erhöht, also der Zugabe einer geringen Menge einer anderen chemischen Substanz. Inzwischen ist es gelungen, mit einer Beimischung von nur einem Prozent die elektrische Leitfähigkeit um den Faktor eine Million und mehr zu steigern.

Der Deutsche Zukunftspreis ist mit 250 000 Euro dotiert. Er wird seit 1997 jährlich vom Bundespräsidenten verliehen. Der Preis zeichnet herausragende Innovationen aus, die den Sprung aus der Forschung in die Praxis geschafft haben. Die Fraunhofer-Gesellschaft gehörte schon oft zu den Siegern, weil sie genau an dieser Schnittstelle zwischen Labor und Markt aktiv ist. Diesmal hat die organische Elektronik das Rennen gemacht, eine Technologie, »die unser Leben verändern wird«, ist Leo überzeugt.

Schon heute haben die hauchdünnen Halbleiter den Schritt in die Massenproduktion geschafft. Ähnlich wie Silizium-Chips sind sie vielseitig einsetzbar: Sie können sowohl elektrische Energie in Licht umwandeln als auch – umgekehrt – Sonnenlicht in Strom. Die Novaled AG verfolgt den ersten Ansatz und produziert Materialien für Displays und Leuchten, die Heliatek GmbH widmet sich der Photovoltaik. Beide Unternehmen sind Ausgründungen aus dem Forschungsteam um Prof. Leo, beschäftigen zusammen fast 200 Mitarbeiter und bilden mit weiteren Dresdener Firmen eines der weltweit bedeutendsten Cluster der organischen Elektronik. Zu den Unternehmensgründern gehören Jan Blochwitz-Nimoth (Novaled) und Martin Pfeiffer (Heliatek), die sich zusammen mit ihrem Mentor Leo den Zukunftspreis teilen. Bei der Vermarktung hat die Novaled AG die Nase vorn: Sie stellt bereits Materialien für Handy-Displays als Massenprodukt her. In zwei bis drei Jahren sollen Fernsehbildschirme folgen, die besonders flach, farbecht und sparsam beim Energieverbrauch sind. »Ein OLED-Display verbindet die wichtigsten Vorzüge der beiden aktuellen Technologien, der LED- und Plasmabildschirm-Technologie«, meint Blochwitz-Nimroth. Es ist effizienter als ein Plasmabildschirm und liefert schärfere Bilder als ein LED, weil es ohne Hintergrundbeleuchtung auskommt. Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet der OLEDs ist die Verwedung als flächige Beleuchtung.

Solarzellen auf organischer Basis gibt es noch nicht als Massenware. Bei der Heliatek GmbH wird die Produktion voraussichtlich im nächsten Jahr anlaufen. Ihre Prototypen haben derzeit einen Wirkungsgrad von etwas über neun Prozent und können damit noch nicht gegen die üblichen Siliziumzellen konkurrieren. »Doch längerfristig werden wir an die 20 Prozent herankommen«, ist Prof. Leo überzeugt. Außerdem haben die organischen Zellen gegenüber dem Silizium andere Vorteile. Vor allem lassen sie sich relativ einfach – und damit preiswert – herstellen. Das Sieger-Trio um Karl Leo dampft im Vakuum hauchdünne Schichten des organischen Materials auf einen Träger. Diese Auflagen sind nur einen Fünftelmikrometer dick, tausendmal dünner als herkömmliche Solarzellen. Ein halbes Gramm Halbleitermaterial genügt, um eine Fläche von einem Quadratmeter zu beschichten – und zwar bei Raumtemperatur und nicht erst bei einer Hitze von rund 1000 Grad, wie sie bei anorganischen Zellen nötig ist.

Das spart Energie, außerdem ist man nicht auf hitzebeständiges Glas als Substrat angewiesen, sondern kann PET-Folien verwenden. Dieses Plastikmaterial, das auch für Flaschen genutzt wird, ist preiswert, leicht und flexibel. Die Preisträger haben mit der »Rolle-zu-Rolle-Technologie« ein Verfahren entwickelt, um die Solarzellen am Fließband herstellen zu können. Die leichten Module, die dabei entstehen, lassen sich auch auf Dächern installieren, die für herkömmliche Module zu schwach sind.

Für den Zukunftspreis werden jeweils drei Projekte nominiert, die um die Siegerehre konkurrieren. Neben der »Organischen Elektronik« hat die Jury in diesem Jahr noch ein weiteres Projekt aus dem Hause Fraunhofer ausgewählt. Unter dem Motto »Geballtes Sonnenlicht – effizient genutzt« haben die Forscher eine leistungsfähigere Photovoltaik-Technologie entwickelt, die auf höchsteffizienten Solarzellen sowie der Sonne nachgeführten Konzentratormodulen basiert. Für den Preis waren Andreas W. Bett vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Hansjörg Lerchenmüller von Soitec Solar und Klaus-Dieter Rasch von AZUR SPACE Solar Power nominiert. Die Idee: Herkömmliches Silizium kann nicht das gesamte Spektrum des Sonnenlichts in Strom umwandeln. Es schwächelt ausgerechnet bei den kurzwelligen – und damit energiereichen – Anteilen und langwelliges Infrarot-Licht kann gar nicht umgewandelt werden. Die Wissenschaftler verwenden deshalb gleich mehrere Halbleiter im Pulk: Sie stapeln Lagen aus Galliumindiumphosphid, Galliumindiumarsenid und Germanium übereinander und können so die Sonnenenergie nahezu komplett einfangen. Vor zwei Jahren erzielten sie im Labor einen Wirkungsgrad von 41,1 Prozent – damals Weltrekord. Außerdem wurde der Autobauer Daimler mit einem innovativen Assistenzsystem nominiert, das Gefahren erkennt und mit einem Brems- oder Ausweichmanöver reagiert – schneller als es ein Sebastian Vettel könnte.

Gegen diese starke Konkurrenz konnte sich das Team von Prof. Leo durchsetzen. Am 14. Dezember verlieh Bundespräsident Christian Wulff Prof. Karl Leo, Dr. Jan Blochwitz-Nimoth, und Dr. Martin Pfeiffer den Zukunftspreis 2011.

Birgit Niesing | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht DFG fördert für weitere drei Jahre Forschungen zu Kieselalgen
22.03.2017 | Technische Universität Dresden

nachricht Effiziente Tools für bildgebende Studien
21.03.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen