Strom aus organischem Material
Strom aus organischem Material
Veröffentlicht am 25. April 2005
Dünne Kunststoffschichten auf Ziegeln, Fenstern oder Wänden könnten künftig dazu beitragen, regenerative Energie zu erzeugen. Möglich machen das organische Solarzellen, deren Herstellung vom rasch zunehmenden Produktionsvolumen der LED-Technik profitiert. Das Potenzial dieser Entwicklung ist verlockend: Organische Solarzellen sind in der Herstellung mittelfristig wahrscheinlich preiswerter als ihre anorganischen Pendants.
Preiswerte Solartechnologie
Photovoltaik, die direkte Wandlung des Sonnenlichts in elektrische Energie, hat große Chancen, eine Schlüsselrolle unter den Erneuerbaren Energien einzunehmen. Trotz großer Fortschritte - vor allem in den vergangenen zehn Jahren - ist die Photovoltaik im Energiemarkt bisher aber noch weit von dieser Position entfernt. Ursache dafür sind die hohen Kosten für photovoltaischen Strom. Die Silizium-Wafer-Technologie, die heute den Markt beherrscht, ist teuer, denn für die Herstellung wird sehr viel Material verbraucht. Würden Solarzellen preiswerter hergestellt werden, wäre Solarstrom deutlich wettbewerbsfähiger. Einen wesentlichen Beitrag dazu könnten in Zukunft organische Solarzellen leisten. Sie sind biegsam und so dünn wie eine Klarsichthülle. Die Herstellung erfolgt durch Verdampfung organischen Materials - eine äußerst effektive und potenziell sehr preiswerte Methode. Eine Forschergruppe am Hahn-Meitner-Institut (HMI), ein Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft, entwickelt in einer Kooperation mit der Industrie neue Beschichtungsmethoden, mit denen organische Solarzellen preiswerter und in höherer Qualität hergestellt werden können. Hierfür wird ein neues Verfahren erprobt, das vor kurzem für die Herstellung von organischen LEDs, den "Light Emitting Diodes" (Leuchtdioden), entwickelt wurde.
Energie aus der Folie
Dass es überhaupt denkbar wurde, Solarzellen mit organischen Stoffen herzustellen, ist der Entwicklung leitfähiger organischer Molekülgruppen zu verdanken. Sie werden in der Fertigung von Leuchtdioden zunehmend verwendet. Im Hahn-Meitner-Institut ist das entscheidende organische Molekül ein blauer Farbstoff, Metall-Phthalozyanin, der zum Beispiel zum Einfärben von Materialien auch in anderen Bereichen industriell genutzt wird. Dieses organische Molekül wird in der Solarzelle von kugelförmigen Kohlenstoff60-Molekülen umgeben. Beide Stoffe, das Metall-Phthalozyanin und das C60Molekül, werden im etwa gleichen Mengenverhältnis in einer Ultrahochvakuumkammer bei 400 bis 500 Grad Celsius erhitzt und dabei auf einen Träger aufgedampft.
Feine Schichten mit neuem Verfahren
In der ersten Phase der Forschung ging es den Helmholtz-Forschern vor allem um die Identifizierung geeigneter Materialgruppen. Eigenschaften wie thermische Stabilität, hohe Lichtabsorption, ausreichende elektrische Leitfähigkeiten, daneben auch kommerzielle Verfügbarkeit und Preis, standen im Vordergrund. In der zweiten Phase wird nun der Herstellungsprozess weiterentwickelt. Seit Januar 2005 arbeitet das Hahn-Meitner-Institut dafür gemeinsam mit einem Industriepartner und unterstützt durch Fördermittel des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit an einem neuen Verfahren: Mit der Methode der Organic Vapor Phase Deposition (OVPD) können mit vergleichsweise einfachen Mitteln sehr dünne organische Solar-Schichten mit einem Wirkungsgrad von zwei bis drei Prozent hergestellt werden. Dr. Konstantinos Fostiropoulos, Forscher in der Abteilung Heterogene Materialsysteme am Hahn-Meitner-Institut, bewertet die Entwicklung optimistisch: "In Laborversuchen mit dem neuen OVPD-Verfahren werden in der wissenschaftlichen Literatur bereits Effizienzen von weit über fünf Prozent berichtet." Das HMI erforsche die Verbesserung dieses Zell-Konzepts und werde die industrielle OVPD-Fertigung weiterentwickeln, so Fostiropoulos. Der Helmholtz-Wissenschaftler schätzt, "dass die industrielle Nutzung ab etwa acht Prozent rentabel wird."
Ansprechpartner:
Dr. Konstantinos Fostiropoulos
Abteilung Heterogene Materialsysteme am Hahn-Meitner-Institut
Fon/Fax: 030-8062-2719/3199
Email: fostiropoulos@hmi.de
Thomas Robertson
Pressestelle Hahn-Meitner-Institut
Fon/Fax: 030-8062-2034/2998
Email: Robertson@hmi.de
Quelle: Helmholtz-Newsletter April 2005
Veröffentlicht am 25. April 2005
Dünne Kunststoffschichten auf Ziegeln, Fenstern oder Wänden könnten künftig dazu beitragen, regenerative Energie zu erzeugen. Möglich machen das organische Solarzellen, deren Herstellung vom rasch zunehmenden Produktionsvolumen der LED-Technik profitiert. Das Potenzial dieser Entwicklung ist verlockend: Organische Solarzellen sind in der Herstellung mittelfristig wahrscheinlich preiswerter als ihre anorganischen Pendants.
Preiswerte Solartechnologie
Photovoltaik, die direkte Wandlung des Sonnenlichts in elektrische Energie, hat große Chancen, eine Schlüsselrolle unter den Erneuerbaren Energien einzunehmen. Trotz großer Fortschritte - vor allem in den vergangenen zehn Jahren - ist die Photovoltaik im Energiemarkt bisher aber noch weit von dieser Position entfernt. Ursache dafür sind die hohen Kosten für photovoltaischen Strom. Die Silizium-Wafer-Technologie, die heute den Markt beherrscht, ist teuer, denn für die Herstellung wird sehr viel Material verbraucht. Würden Solarzellen preiswerter hergestellt werden, wäre Solarstrom deutlich wettbewerbsfähiger. Einen wesentlichen Beitrag dazu könnten in Zukunft organische Solarzellen leisten. Sie sind biegsam und so dünn wie eine Klarsichthülle. Die Herstellung erfolgt durch Verdampfung organischen Materials - eine äußerst effektive und potenziell sehr preiswerte Methode. Eine Forschergruppe am Hahn-Meitner-Institut (HMI), ein Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft, entwickelt in einer Kooperation mit der Industrie neue Beschichtungsmethoden, mit denen organische Solarzellen preiswerter und in höherer Qualität hergestellt werden können. Hierfür wird ein neues Verfahren erprobt, das vor kurzem für die Herstellung von organischen LEDs, den "Light Emitting Diodes" (Leuchtdioden), entwickelt wurde.
Energie aus der Folie
Dass es überhaupt denkbar wurde, Solarzellen mit organischen Stoffen herzustellen, ist der Entwicklung leitfähiger organischer Molekülgruppen zu verdanken. Sie werden in der Fertigung von Leuchtdioden zunehmend verwendet. Im Hahn-Meitner-Institut ist das entscheidende organische Molekül ein blauer Farbstoff, Metall-Phthalozyanin, der zum Beispiel zum Einfärben von Materialien auch in anderen Bereichen industriell genutzt wird. Dieses organische Molekül wird in der Solarzelle von kugelförmigen Kohlenstoff60-Molekülen umgeben. Beide Stoffe, das Metall-Phthalozyanin und das C60Molekül, werden im etwa gleichen Mengenverhältnis in einer Ultrahochvakuumkammer bei 400 bis 500 Grad Celsius erhitzt und dabei auf einen Träger aufgedampft.
Feine Schichten mit neuem Verfahren
In der ersten Phase der Forschung ging es den Helmholtz-Forschern vor allem um die Identifizierung geeigneter Materialgruppen. Eigenschaften wie thermische Stabilität, hohe Lichtabsorption, ausreichende elektrische Leitfähigkeiten, daneben auch kommerzielle Verfügbarkeit und Preis, standen im Vordergrund. In der zweiten Phase wird nun der Herstellungsprozess weiterentwickelt. Seit Januar 2005 arbeitet das Hahn-Meitner-Institut dafür gemeinsam mit einem Industriepartner und unterstützt durch Fördermittel des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit an einem neuen Verfahren: Mit der Methode der Organic Vapor Phase Deposition (OVPD) können mit vergleichsweise einfachen Mitteln sehr dünne organische Solar-Schichten mit einem Wirkungsgrad von zwei bis drei Prozent hergestellt werden. Dr. Konstantinos Fostiropoulos, Forscher in der Abteilung Heterogene Materialsysteme am Hahn-Meitner-Institut, bewertet die Entwicklung optimistisch: "In Laborversuchen mit dem neuen OVPD-Verfahren werden in der wissenschaftlichen Literatur bereits Effizienzen von weit über fünf Prozent berichtet." Das HMI erforsche die Verbesserung dieses Zell-Konzepts und werde die industrielle OVPD-Fertigung weiterentwickeln, so Fostiropoulos. Der Helmholtz-Wissenschaftler schätzt, "dass die industrielle Nutzung ab etwa acht Prozent rentabel wird."
Ansprechpartner:
Dr. Konstantinos Fostiropoulos
Abteilung Heterogene Materialsysteme am Hahn-Meitner-Institut
Fon/Fax: 030-8062-2719/3199
Email: fostiropoulos@hmi.de
Thomas Robertson
Pressestelle Hahn-Meitner-Institut
Fon/Fax: 030-8062-2034/2998
Email: Robertson@hmi.de
Quelle: Helmholtz-Newsletter April 2005
Gobsch - 25. Apr, 11:55
