Flexibel und durchsichtig – organische Solarzellen

Organische Solarzellen erreichen mittlerweile einen Wirkungsgrad von über 10 %. Einer ihrer großen Vorteile ist die sogenannte Energierücklaufzeit, die berücksichtigt, wie lange eine Solaranlage betrieben werden muss, bis sie sich energetisch amortisiert hat. Während anorganische Solarzellen der ersten Generation aufgrund der hohen Temperaturen beim Ziehen der Kristalle, aus denen später die Wafer gesägt werden, eine Energierücklaufzeit von zwei bis drei Jahren haben, kommen organische Solarzellen auf etwa ein halbes Jahr. Die geringeren Produktionskosten – organische Solarzellen können bei niedrigen Temperaturen auf flexible Polymerfolien gedruckt werden – schlagen sich ebenfalls in einem günstigeren Anschaffungspreis nieder. Zudem haben organische Solarzellen viele bestechende Vorteile. Günstige, flexible und leichte Solarzellen auf Kunststoffbasis lassen sich auf Alltagsgegenständen wie Kleidung oder Sonnenschirmen einsetzen. Semitransparent gestaltet, können sie auch in Fassadenelemente oder gar Fenster integriert werden.

Deshalb wuchs in den letzten Jahren das Interesse vieler Forschungsgruppen rasant. Experten erwarten in einigen Jahren einen Wirkungsgrad um die 15 %. Trotz des schnellen Fortschritts gibt es aber auch noch viele grundlegende, wenig verstandene Mechanismen, die erforscht werden müssen. Nur dann kann die Kommerzialisierung organischer Solarzellen zum Erfolg werden.

Über das Funktionsprinzip organischer Solarzellen, Eigenschaften wie Stabilität und Lebensdauer geeigneter Materialien, sowie ihre Herstellung berichtet Bernhard Ecker von der Universität Freiburg in der jüngsten Ausgabe von Physik in unserer Zeit. Den gesamten Artikel können Abonnenten hier downloaden.