06.04.2011

Goldfenster für Solarzellen

Neues Beschichtungsverfahren verspricht günstige, robuste und gut leitende transparente Elektroden.

Neues Beschichtungsverfahren verspricht günstige, robuste und gut leitende transparente Elektroden.

Transparente Elektrodenschichten günstig herzustellen ist eine der Herausforderungen auf dem Weg zur organischen Solarzelle. Das bislang verwendete Material Indium-Zinn-Oxid (ITO) ist auf Grund des Preises durch die Seltenheit der Zutaten, sowie wegen seiner schlechten mechanischen Stabilität für die Massenproduktion nicht geeignet. An der Universität von Warwick gelang Wissenschaftlern kürzlich die Herstellung einer alternativen Elektrode in Form einer 8 nm dünnen Goldschicht auf einem Glassubstrat.

Mit etwa 4,5 £/m2 bei dieser Schichtdicke hält sich der Materialpreis des Goldes in Grenzen und durch die Verwendung in der Mikroelektronik ist das Material kein Neuling für die Industrie. Anders als konventionell aufgedampfte Edelmetallschichten bietet die jetzt vorgestellete einen hohe Leitfähigkeit bei einem Flächenwiderstand von 11 Ω und ist mechanisch, chemisch und gegenüber UV-Licht sehr stabil. Diese Eigenschaften erreichten die Forscher durch vorheriges Aufbringen einer Monoschicht spezieller „Bindungsmoleküle“ aus der Gasphase. Weiterhin kann durch kontrolliertes Platzieren von Polystyrolkugeln vor dem Aufdampfen die Produktion von Löchern in der Schicht gesteuert werden und damit beim Einstellen der gewünschten, hohen Transmittivität helfen – es wurden über 80 % im sichtbaren Licht demonstriert.

Abgesehen von Solarzellen können – je nach Substrat – transparente Elektroden auch in anderen optoelektronischen Komponenten, wie zum Beispiel Touchscreens, Anwendung finden. Die Forscher konnten auch schon erste Erfolge bei der Beschichtung flexibler Plastiksubstrate verbuchen.

Konrad Kieling

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