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Fraunhofer bringt Energie von der Rolle nach Brasilien – Flexible organische Solarzellen

04.10.2012
Organische Photovoltaik soll es in Brasilien zukünftig ermöglichen, Gebiete mit schlechter Infrastruktur mit Strom zu versorgen.

Die brasilianische Firma Flexsolar in Joinville, Santa Catarina, und das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm werden dafür flexible organische Solarzellen entwickeln.


Die neu entwickelten organischen Solarzellen sind besonders dünn und sehr flexibel. © Flexsolar, Foto: Bernard Schmidt

Die Photovoltaikelemente will Flexsolar in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Druckprozess herstellen. Das Fraunhofer IAP installiert eine Pilotanlage in Brasilien und entwickelt die Techniken und Verfahren. Flexsolar wird die Produktentwicklung und die Vermarktung in Südamerika voranbringen. Der Vertrag wird am 3. Oktober 2012 in Joinville unterzeichnet.

Brasilien investiert aufgrund seiner guten wirtschaftlichen Lage verstärkt in alternative Energien. Die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom ist ein wichtiger Teil dieser Strategie. Strom bedeutet dabei nicht nur Licht, sondern auch den Zugang zu modernen Kommunikationsmitteln. Photovoltaikanwendungen werden daher von der brasilianischen Regierung im Rahmen des Programms »Luz para todos« – »Licht für alle« – gefördert. Vor allem Stromversorgungen auf Basis erneuerbarer Energien für Ortschaften in ländlichen und weit abgelegenen Gebieten stehen im Fokus des Entwicklungsprojektes, das einen wichtigen Beitrag zur Deckung des hohen Bedarfes im sonnenreichen Brasilien leisten soll. Die erforderlichen Photovoltaikelemente müssen aber leicht, preiswert und in vielen Fällen flexibel sein, damit sie z. B. auf Schultaschen angebracht werden können. Auch Elemente für größere Flächen sind geplant, über die etwa Akkumulatoren von Laptops aufgeladen werden können.

Zur Herstellung der Photovoltaikelemente setzen die Partner einen Rolle-zu-Rolle-Prozess ein. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen jedes Element separat hergestellt wird, handelt es sich hier um einen kontinuierlichen Prozess der vergleichbar mit einem Fließband ist. Dieser ist preiswert, wodurch sich Produkte für die Kunden in Südamerika in einem finanzierbaren Rahmen halten werden. »Vorteilhaft sind hier auch die vergleichsweise geringen Investitionskosten für eine Verteilungsinfrastruktur und vor allem die Tatsache, dass mit dem Solarstrom auch stabile Verbindungen mit dem Internet möglich werden. Damit verbessern sich sowohl die Chancen der lokalen Wirtschaft als auch die Bildungsmöglichkeiten vor allem von Kindern und Jugendlichen spürbar«, bekräftigt Prof. Hans-Jörg Bullinger von der Fraunhofer-Gesellschaft. »Bei dem Rolle-zu-Rolle-Verfahren werden die erforderlichen Schichten nacheinander auf eine flexible Trägerschicht aufgedruckt, die kontinuierlich wie ein endloses Fließband über Rollen läuft. In einem letzten Schritt werden die Schichten noch auf dem Band luftdicht verkapselt, um sie insbesondere vor Sauerstoff zu schützen«, erläutert Dr. Armin Wedel vom Fraunhofer IAP.

Die Idee zu diesem Projekt entstand während eines Besuches des Brasilianers Bernard Schmidt am Stand des Fraunhofer IAP auf der Fachmesse LOPE-C 2012 (Large-area, Organic and Printed Electronics Convention) im Juni in München. »Danach ging alles sehr schnell«, erinnert sich Schmidt, CEO der Firma Flexsolar. »In weniger als zwei Monaten entwickelten wir gemeinsam mit dem Fraunhofer IAP ein Projektkonzept. Bereits Anfang September war die Finanzierung sicher gestellt«, freut sich Schmidt. Erste Produktmuster werden bereits am Fraunhofer IAP gefertigt. Denn in seinem 2012 eröffneten Anwendungszentrum für Innovative Polymertechnologien verfügt das Institut über eine neue Pilotanlage zur Herstellung flexibler organischer Bauelemente.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm ist spezialisiert auf Forschung und Entwicklung für das gesamte Spektrum der Polymeranwendungen. Es unterstützt Unternehmen und Partner bei der maßgeschneiderten Entwicklung und Optimierung von innovativen und nachhaltigen Materialien, Prozesshilfsmitteln und Verfahren. Neben der umweltschonenden, wirtschaftlichen Herstellung und Verarbeitung von Polymeren im Labor- und Pilotanlagenmaßstab bietet das Institut auch die Charakterisierung von Polymeren an. Synthetische Polymere auf Erdölbasis stehen ebenso im Fokus der Arbeiten wie Biopolymere und biobasierte Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen. Die Anwendungsfelder sind vielfältig: Sie reichen von Biotechnologie, Medizin, Pharmazie und Kosmetik über Elektronik und Optik bis hin zu Anwen¬dungen in Verpackungs-, Umwelt- und Abwassertechnik oder der Automobil-, Papier-, Bau-, und Lackindustrie.

Die Firma Cromotransfer in Joinville, Brasilien, arbeitet seit über 15 Jahren im Bereich der Siebdrucktechnik für die Textil- und Verpackungsindustrie. Innovative Ideen, Kreativität, ästhetische Produkte und vor allem Qualität sind die Merkmale, mit denen sich Cromotransfer von seinen Mitbewerbern im In- und Ausland absetzt. Im Rahmen der Technologieentwicklung wurde eine Tochterfirma Flexsolar gegründet, um die Drucktechnologie auf neue innovative Anwendungsfelder im Bereich der Photovoltaik zu übertragen. Flexsolar wird innovative Produkte auf Basis der organischen Photovoltaik für den südamerikanischen Markt entwickeln und produzieren.

Dr. Sandra Mehlhase | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iap.fraunhofer.de

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