Hinter dem Ausdruck „Plastic Electronics“ verbirgt sich ein recht junges Forschungsgebiet. Im Mittelpunkt stehen dabei optoelektronische Bauelemente aus neuartigen organischen Halbleitern. Solche Polymere und Moleküle lassen sich auch für die Solarstromtechnik nutzen. Mit diesen Materialien befasst sich Vladimir Dyakonov, der seit 1. Dezember 2004 den Lehrstuhl für Experimentelle Physik (Energieforschung) an der Universität Würzburg innehat.
 
Organische Photovoltaik noch keine Alternative zur herkömmlichen Technologie

Erste Anwendungen von elektrisch leitenden Kunststoffen sind bekannt: Leuchtdioden, Transistoren, Batterien, Sensoren und Laser. „Damit sich aber die organische Photovoltaik zu einer ernst zu nehmenden Alternative zur herkömmlichen Photovoltaik entwickeln kann, sind noch erhebliche Anstrengungen in der Grundlagenforschung nötig“, sagt der neue Professor. Darum bearbeitet er mit seinem Team grundlegende Fragen der Materialwissenschaften und der Optoelektronik. Zum einen analysieren die Physiker die Eigenschaften organischer Halbleiter, bei denen es sich um so genannte konjugierte Polymere handelt, mittels elektrischer, optischer und magnetischer Spektroskopie. Außerdem untersuchen sie mikro- und optoelektronische Bauelemente auf Kunststoffbasis. Schließlich stehen neue Materialien und Konzepte für die Photovoltaik auf dem Forschungsprogramm.

Ergänzung zur herkömmlichen Photovoltaik bei Nischenanwendungen

Eine Revolution auf dem Energiesektor sei von der organischen Photovoltaik nur dann zu erwarten, wenn die Effizienz- und Stabilitätskriterien erfüllt werden, heißt es in der Pressemitteilung der Bayerischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Dyakonov betrachtet sie mittelfristig als Ergänzung zur herkömmlichen Photovoltaik bei Nischenanwendungen. Der Wirkungsgrad der organischen Solarzellen (der Bruchteil der eingestrahlten Sonnenleistung, der in elektrische Energie umgewandelt wird) liege zurzeit bei knapp fünf Prozent. „Mit unseren Kunststoffen streben wir sieben bis zehn Prozent sowie eine Stabilität über mehrere tausend Betriebsstunden an“, sagt Dyakonov. Zum Vergleich: Der Wirkungsgrad herkömmlicher Photovoltaik-Module liegt derzeit bei 13 bis 15 Prozent, je nach Absorbermaterial.

Im kommenden Semester wird der neue Professor Vorlesungen und Seminare im Grund- und Fortgeschrittenenstudium der Physik anbieten. Seine Lehrveranstaltungen sind außerdem als Bestandteil der interdisziplinären Ausbildung der Diplom-Ingenieure in der Nanostrukturtechnik sowie im geplanten Studiengang „Technologie der Funktionswerkstoffe“ konzipiert. Ergänzend zu seiner Arbeit an der Universität wird Dyakonov am Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) in Würzburg eine Forschungsgruppe aufbauen. Sie soll sich der Entwicklung von neuen konjugierten Halbleitermaterialien und Mischsystemen für die Energiegewinnung widmen. „Die Entwicklung industriell produzierbarer, großflächiger Plastiksolarzellen könnte eine hochtechnologische Marktnische öffnen und einen Beitrag zum Umweltschutz leisten“, so der Professor. Zwischen der Universität und dem ZAE Bayern besteht seit jeher eine sehr enge Kooperation.

Wirtschaft spendete für Professur

Die Professur für Experimentelle Physik (Energieforschung), die Dyakonov in der Nachfolge von Jochen Fricke angetreten hat, ist mit der Leitung des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) gekoppelt. Dieses Zentrum beschäftigt an den Standorten in Würzburg, Erlangen und Garching rund 130 Mitarbeiter. Um die Leitungsposition auch nach Professor Frickes Eintritt in den Ruhestand in Würzburg halten zu können, wurde die betreffende C3-Professur an der Fakultät für Physik und Astronomie zu einer C4-Professur aufgewertet. Dies gelang mit Hilfe einer Anschubfinanzierung für fünf Jahre durch die Industrie- und Handelskammer (IHK) Würzburg-Schweinfurt und mainfränkische Firmen: 30 Unternehmen steuerten in einer Spendenaktion insgesamt 141.874 Euro bei. Dieser Betrag wurde dann aus der IHK-Firmenspende im Universitätsbund auf die notwendigen 220.000 Euro aufgestockt.

23.02.2005   Quelle: Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg   Solarserver.de   © EEM Energy & Environment Media GmbH