Die Partner des EU-Projektes FlexFunction2Sustain haben sich auf die Fahnen geschrieben, ein Netzwerk für innovative Lösungen für nachhaltige und intelligente Produkte aus Papier und Plastik zu schaffen um KMUs, Start-Ups und der Industrie bei der Entwicklung und Markteinführung zukunftsweisender Produkte zu unterstützen. Nach den ersten zwei Jahren sind eine Reihe von vielversprechenden Ergebnissen und Prototypen entstanden. Darunter die erste funktionierende organische Solarzelle auf recyceltem Material, in diesem Fall Polypropylen.

Weltweit erste organische Solarzelle auf recyceltem Polypropylen

Die Projektpartner Fraunhofer IVV und IPC Centre Technique Industriel de la Plasturgie et des Composites verwendeten recyceltes Polypropylen. Diese haben sie aus einem neu entwickelten Verpackungsmaterial für wiederverwertbare Getränkebeutel gewonnen. Anschließend haben sie es mit neuem Polyproyylen gemischt, um eine Substratfolie für gedruckte Elektronik mit einem Rezyklatanteil von 50 % herzustellen.

Das Fraunhofer FEP hat eine transparente Elektrode aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) über Rolle-zu-Rolle-Vakuumbeschichtung mittels Magnetron-Sputtern aufgebracht. Dazu haben die Forscher:innen die Prozess- und Wickelparametern speziell angepasst. Trotz der im Substrat verwendeten Rezyklate wies das ITO fast den gleichen Schichtwiderstand auf, dem man auch auf unbehandelten Foliensubstraten erreichen kann.

Organische Photovoltaik durch Schlitzdüsen-Beschichtung

Organic Electronics Technologies P.C. (OET) in Griechenland übernahm dann die R2R-Schlitzdüsen-Beschichtung zur Herstellung der organischen Solarzellen. Gefolgt von einem Verkapselungsschritt und dem anschließenden Druck der organischen Materialien bis zur Fertigstellung der organischen Solarzelle. Die Wissenschaftler von OET führten mehrere Versuche zu den Beschichtungsparametern durch. Somit erreichten sie den Druck der funktionellen Organischen-Photovoltaik-Schichten auf das PP-Substrat. Die Funktion der Solarzelle als Bauelement wurde mit einem maximalen Wirkungsgrad von 1 % erstmals nachgewiesen.

Vasileios Kyriazopoulos, Projektleiter bei OET erklärt dazu: „Der Wirkungsgrad von etwa 1 % reicht bereits aus, um eine breite Palette von intelligenten Einwegverpackungen mit ausreichend elektrischer Energie zu versorgen. Derzeit können organische Solarzellen auf handelsüblichen Substraten einen Wirkungsgrad von über 8 % erreichen.“ Durch die Verbesserung des gesamten Herstellungsprozesses, einschließlich Folienextrusion, Schichtdesign, Druck und Verkapselung, könne der Wirkungsgrad der organischen Photovoltaik (OPV), die man auf recycelten Material druckt, noch auf mehr als 5 % gesteigert werden.“

22.7.2022 | Quelle: Fraunhofer FEP | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH