Solarzellen
Organische Solarzellen wandeln Sonnenlicht in elektrischen Strom um. Sie sind effizient, kostengünstig, leicht, flexibel, semitransparent und nachhaltig herstellbar. Damit bieten einen einen wesentlichen Lösungsansatz zur großflächigen, preisgünstigen und nachhaltigen Energieversorgung. Im Gegensatz zu siliziumbasierten Solarzellen ist die Energierückgewinnungszeit für organische Solarzellen viel kürzer und beträgt nur wenige Monate [M. Riede et al. Advanced Energy Materials (2020)].
Die am IAPP erforschten Solarzellen werden durch Vakuumdeposition organischer dünner Schichten aufgebracht. Wesentlicher Baustein ist die kontrollierte molekulare Dotierung der aktiven Materialien nach der p-i-n-Architektur (p-dotiert, intrinsisch, n-dotiert). Diese Technologie wurde am IAPP erstmals erfolgreich für organische Halbleitermaterialien erprobt [K. Walzer et al. Chemical Reviews 107 (2007)] und ist Basis mehrerer Effizienzweltrekorde. Darüber hinaus wurden hier erstmals Tandem- und Multi-Junction-Solarzellenarchitekturen [T. Li et al. Journal of the American Chemical Society 139 (2017)] entwickelt. Diese bedeutenden Innovationen begründen die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit organischer Photovoltaik und die weltweite Sichtbarkeit der Leistungen der Arbeitsgruppe.
Derzeitiger Forschungsfokus sind neue Materialien und Gerätearchitekturen für organische Solarzellen sowie die Ursachen für Spannungsverluste in solchen Geräten [ J. Benduhn et al. Nature Energy 2 (2017)].
Organische Solarzellen sind
- effizient: Wirkungsgradweltrekord aus Sachsen: 13,2%, ausgezeichnetes Schwachlicht- und Hochtemperaturverhalten
- kostengünstig: etablierte Herstellungsverfahren (Drucken oder Vakuumbeschichten),
geringer Materialeinsatz (0,5g/qm organische Stoffe)
- Leicht und dünn: Dicke der photovoltaisch aktiven Schicht <1µm, Dicke der fertigen Module <1mm
- flexibel: Module zum Zusammenrollen - perfekt für mobile Gadgets
- semitransparent: Gebäudeintegrierte Photovoltaik - Einsatz in Fenstern z.B. von Bürogebäuden
- nachhaltig: geringer Materialeinsatz (0,5g/qm organische Stoffe),Rohstoffe sind allgemein verfügbar und klimaneutral
