Siemens steigert Wirkungsgrad organischer Solarzellen
Siemens-Forscher haben den Wirkungsgrad gedruckter organischer Solarzellen von drei auf über fünf Prozent gesteigert. Dieser Erfolg sei ein Ergebnis der Entwicklung von organischen Photodetektoren, berichtet die Siemens AG in einer Pressemitteilung. Damit eröffne sich erstmalig die Möglichkeit, diese Technologie kommerziell zu nutzen. Im Gegensatz zu den heute verbreiteten Siliziumzellen können organische Solarzellen auf Folien gedruckt werden. Daher sind sie flexibel und wesentlich leichter. Eine weitere Stärke dieser Technologie seien die sehr niedrigen Herstellungskosten. „Unsere Bemühungen richten sich nur zum Teil auf eine Ablösung der nichtorganischen Technik,“ so Entwicklungsleiter Christoph Brabec, „Wir zielen vor allem auf neue Märkte, die wir aufgrund der Eigenschaften unserer Solarzellen erschließen können.“
Die organische Photovoltaik ist laut Siemens eine vielversprechende Technologie. Sie zeichne sich dadurch aus, dass Solarzellen aus speziellen Polymeren in einem Druckverfahren gefertigt werden, was die Herstellung völlig neuartiger Solarmodule ermögliche. Die photoaktive Schicht der Zelle weise nur eine Dicke von etwa 100 Nanometern auf, dies entspreche etwa 1/200 der Dicke eines Haares. Da die Polymere auf eine Folie gedruckt werden, weisen die Solarmodule ein geringes Gewicht auf. Sie sind zudem flexibel und können an fast jede beliebige Form angepasst werden. Die Entwicklung dieser Technologie erfolgt bei Siemens im Rahmen der Forschungsaktivität auf dem Gebiet der Polymerelektronik. Ziele sind vor allem neuartige Photodetektoren sowie Displays.
Der erreichte Wirkungsgrad von mehr als fünf Prozent ist nach Angaben des Unternehmens der höchste bisher gemessene Wert für gedruckte organische Solarzellen. Nach Einschätzung der Forscher lässt sich mit dem heutigen Stand der Technik sogar ein Wirkungsgrad von etwa sieben Prozent erzielen. Ebenfalls erfreulich sei die für organische Halbleiter relativ lange Lebensdauer. Selbst mit einfachen Versiegelungsmethoden würden die Solarzellen im Dauerbetrieb bei Temperaturen von 80° Celsius nicht ausfallen und bereits eine Lebensdauer von einigen tausend Sonnenstunden erreichen. Zunächst können organische Solarzellen bei der Realisierung portabler Solarmodule Anwendung finden, mit denen beispielsweise Mobil- oder Satellitentelefone sowie Navigationssysteme unabhängig vom Bestehen eines Netzzugangs aufgeladen werden können. Mit dem Verkauf erster entsprechender Produkte wird bereits für das Jahr 2005 gerechnet. 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 sei ein Einsatz der organischen Photovoltaik in den wesentlichen Anwendungsgebieten traditioneller Solartechnik denkbar.
Darüber hinaus ergäben sich interessante neue Märkte, die durch Silizium basierte Technologien nicht ausreichend erschlossen werden können, betonen die Siemens-Forscher. Mit der organischen Photovoltaik seien zum Beispiel Solarfenster und Solarplanen zu realisieren. Entsprechende Flächen könnten so in einer neuartigen Weise genutzt werden. Grundsätzlich ermögliche die Technologie, dass Solarstrom mit einer erheblich geringeren Erstinvestition zur Verfügung gestellt werden kann. Dies eröffne zum Beispiel bei der Elektrifizierung abgelegener Gebiete in Entwicklungsländern oder bei dem Betreiben großer Solaranlagen völlig neue Möglichkeiten.
„Neben den heute bekannten Einsatzfeldern, werden die Kostenvorteile und das geringere Gewicht der organischen Photovoltaik neue Applikationen und neue Geschäftsmodelle für die Nutzung von Solarenergie erschließen.“ so Andreas Brinkrolf vom Siemens Technology Accelerator, der die Vermarktung der Technologie begleitet. „Die organische Photovoltaik hat das Potenzial, die Solarindustrie wesentlich zu verändern.“
08.01.2004 Quelle: Siemens AG
