Höherer Wirkungsgrad organischer Solarzellen

14. Jänner 2004, 14:07
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Deutsche Forscher erzielen Steigerung - kommerzielle Verwertung wird aussichtsreicher

München - Forschern des Siemens-Konzerns ist es gelungen, den Wirkungsgrad gedruckter organischer Solarzellen von drei auf über fünf Prozent steigern, berichtet das Unternehmen heute, Mittwoch. Damit ergibt sich nach Firmenangaben erstmals die Möglichkeit diese Technologie kommerziell zu nutzen. Organische Solarzellen können, anders als bisher übliche Siliziumzellen, auf Folien gedruckt werden.

Mehr als 90 Prozent der am Markt befindlichen Solarmodule basieren auf der Silizium-Technologie. Der Markt wurde bisher durch die relativ hohen Kosten der siliziumbasierten Module gebremst. Daher haben Wissenschaftler immer wieder an der Entwicklung neuer und kostengünstiger Solartechnologien gearbeitet. In der Kostenfrage werden nicht nur die Produktionskosten, sondern auch der Wirkungsgrad und die Lebensdauer einer Solarzelle mit berechnet. Die Herstellungskosten der flexiblen und wesentlich leichteren Module sind um Einiges günstiger. "Unsere Bemühungen richten sich nur zum Teil auf eine Ablösung der nichtorganischen Technik", meint Entwicklungsleiter Christoph Brabec. Das Unternehmen ziele vor allem auf die Erschließung neuer Märkte ab.

Herstellung

Organische Photovoltaik-Zellen werden aus speziellen Polymeren in einem Druckverfahren gefertigt. Die photoaktive Schicht der Zelle weist nur eine Dicke von etwa 100 Nanometern auf. Da die Polymere auf eine Folie gedruckt werden, zeichnen sie sich durch ein geringes Gewicht aus. "Die Flexibilität erlaubt eine Anpassung an jede beliebige Form", berichtet der Forscher. "Die Entwicklung dieser Technologie erfolgt bei Siemens im Rahmen von Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Polymerelektronik. Ziele dieser Arbeiten sind vor allem neuartige Photodetektoren sowie Displays."

Die Wissenschaftler rechnen damit, dass sich mit dem heutigen Stand der Technik ein Wirkungsgrad von etwa sieben Prozent erzielen lässt. Darüber hinaus sollen die innovativen Zellen eine relativ lange Lebensdauer haben. "Selbst mit einfachen Versiegelungsmethoden fallen die Solarzellen im Dauerbetrieb bei Temperaturen von 80 Grad Celsius nicht aus und erreichen bereits eine Lebensdauer von einigen tausend Sonnenstunden", so Brabec. Die Technologie soll bei der Realisierung portabler Solarmodule Anwendung finden. Damit können beispielsweise Mobil- oder Satellitentelefone sowie Navigationssysteme unabhängig vom Bestehen eines Netzzugangs aufgeladen werden.

Künftiger Einsatz

2005 sollen die ersten Produkte bereits am Markt sein. Mittelfristig soll ein Wirkungsgrad von zehn Prozent sowie eine Lebensdauer von 10.000 Sonnenstunden realisiert werden, was einer Betriebsdauer von etwa zehn Jahren entspricht. Damit wird ein Einsatz der organischen Photovoltaik in den wesentlichen Anwendungsgebieten traditioneller Solartechnik denkbar. Die neue Technologie soll die Herstellungskosten von Solaranlagen zur Stromerzeugung erheblich verbilligen. Dies wird zum Beispiel bei der Elektrifizierung abgelegener Gebiete in Entwicklungsländern oder bei dem Betreiben großer Solaranlagen zu völlig neuen Möglichkeiten führen, zeigt sich Siemens überzeugt. (pte)

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