Europäische Forscher arbeiten an neuer Generation preiswerter langlebiger organischer Photovoltaikzellen

Rolle-zu-Rolle-Verfahren Foto: Heliatek GmbH

Die Vorteile organischer Solarzellen auf Folie im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaik (PV)-Konzepten liegen auf der Hand: die biegsamen Leichtgewichte können viel flexibler in der Gebäudegestaltung integriert werden, ihre Transparenz ermöglicht neue Einsatzmöglichkeiten in der Verglasung und durch preiswerte Rolle-zu-Rolle-Verfahren können sie bei geringerem Materialeinsatz kostengünstig produziert werden. Darüber hinaus haben sie eine Eigenschaft, die sie von allen herkömmlichen Solarzellen abhebt: Je höher die Umgebungstemperatur ist, umso effizienter arbeitet die Zelle.

„Bis die organischen Solarzellen ihren Siegeszug antreten können, müssen noch essentielle technologische Fragen geklärt werden.“, sagt Dr. Udo Klotzbach, Koordinator des ALABO-Projektes und Leiter des Geschäftsfeldes Mikrotechnik im Fraunhofer IWS Dresden. So muss beispielsweise noch einiger Entwicklungsaufwand in das Laserstrukturieren zum Kontaktieren der aktiven Schichten gesteckt werden, damit der Prozess viel schonender abläuft.

„Schonend“, erklärt Dr. Klotzbach, „heißt in diesem Zusammenhang, dass die beim Laserstrukturieren entstehenden Abprodukte die Schichten nicht schädigen und das Grundsubstrat der Zelle nicht seine Barrierewirkung gegenüber Wasserdampf verliert.“ Denn die Leistungsfähigkeit dieser transparenten Barriere ist maßgeblich für die Lebensdauer der PV-Zelle verantwortlich und somit ein Schlüsselparameter der Technologie.

Um eine Lebensdauer der PV-Zelle von 25 Jahren zu garantieren, bedarf es einer Barriereleistung von mindestens 10-4 g m-2 d-1. „Das ist so wenig, als ob pro Tag lediglich ein Wassertropfen eine Barriereschicht in Größe eines Fußballfeldes passieren darf“, so Dr. Klotzbach weiter.

Erstmals versucht das Forscherteam, eine Laserstrukturierung auf organische PV-Zellen in monolithischer Bauweise auf Barrierefolie anzuwenden. Ingenieure und Wissenschaftler aus dem holländischen HOLST-Centre, den französischen Forschungsinstituten CNRS und CEA, der polnischen Firma Sorter und der deutschen Firma 3DMM werden gemeinsam mit der Dresdner Firma Heliatek und dem Fraunhofer IWS Dresden Forschungsaufgaben im Bereich des Laserprozesses, des optischen Prozessmonitorings sowie der schnellen Bewertung der Barriereleistung bearbeiten.

Das Auftakttreffen des Forschungsprojektes fand am 23. Januar 2015 im Fraunhofer IWS Dresden statt. Das 3-jährige Projekt wird mit EUR 3,9 Mio im Rahmen des EU-Programms HORIZON 2020 gefördert.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Projektkoordination
Dr. Udo Klotzbach
Telefon: (0351) 83391 3252
Telefax: (0351) 83391 3000
E-Mail: udo.klotzbach@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
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Telefon: (0351) 83391 3444
Telefax: (0351) 83391 3300
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Dr. Ralf Jaeckel Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

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