Suche nach der ultimativ günstigen Solarzelle

Zum Start des TREASORES-Projekts, das im 7. EU-Rahmenprogramm läuft, trafen sich im vergangenen November 37 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der 14 beteiligten Institutionen an der EMPA in Dübendorf. Darunter befinden sich Hochschulen, Forschungsinstitute, multinationale Firmen, aber auch KMUs. Ihre Aufgabe wird es in den kommenden drei Jahren sein, Produktionstechnologien weiterzuentwickeln, mit denen sich großflächige organische Elektronik wesentlich kostengünstiger herstellen lässt.

Photovoltaik-Paneele und organische Leuchtquellen werden bisher praktisch Stück für Stück produziert, zudem wird als Trägermaterial für die aktive organische Schicht meist noch Glas verwendet, was die Paneele starr, schwer und dadurch schlecht handhabbar macht. Dereinst sollen Photovoltaikelemente oder Leuchtelemente im „roll to roll“-Verfahren hergestellt werden. Dabei wird ein flexibles Trägermaterial aus billigem Kunststoff von Rollen abgewickelt und praktisch „endlos“ mit organischen aktiven Schichten auf Farbstoff- und Polymerbasis versehen. Die fertigen Bahnen können ebenfalls wieder aufgerollt werden.

Dieser Produktionsprozess läuft heute bereits im Labor und im kleinen industriellen Maßstab, ist jedoch noch einiges von der großindustriellen Fertigung entfernt. Das hohe Produktionstempo und die im Vergleich zum heute üblichen Silizium billigen Ausgangsmaterialien werden es erlauben, wesentlich günstigere Photovoltaikelemente als bisher herzustellen.

Doch der Teufel steckt bekanntlich im Detail: Noch fehlen leitfähige, transparente und flexible Substrate, die mit dem „roll to roll“-Prozess kompatibel sind. Die heute verwendeten Polymerfolien werden unter hohem Energieaufwand mit leitfähigen Metalloxiden beschichtet. Diese leitfähige Schicht wird jedoch nach mehrmaliger Biegung brüchig. Das wollen die Forscher im TREASORES-Projekt ändern.

EMPA / PH