Organische Photovoltaik (OPV):
Solarstrom aus Plastik
Die Herstellung von Solarzellen erfolgt gegenwärtig überwiegend aus anorganischen Stoffen. Am häufigsten eingesetzt werden Halbleitermaterialien auf Silizium-Basis. Farbige, flexible Solarmodule aus Plastik stellen in naher Zukunft eine interessante Alternative dar. Organische Solarzellen bestehen im Wesentlichen aus Werkstoffen der organischen Chemie. Die Plastikfolien haben eine Reihe von Vorteilen. Sie können z.B. wesentlich dünner als anorganische Solarzellen hergestellt werden. Noch aber ist ihr Wirkungsgrad zu niedrig für den großflächigen Einsatz.
Der weltweite Energiebedarf steigt und steigt. Diesen Hunger zu stillen, ist nur mit kostengünstigen, umweltfreundlichen Lösungen, die flexibel einsetzbar sind, möglich. Die organische Photovoltaik (OPV) kann diese Anforderungen erfüllen. Der Knackpunkt ist im Moment noch der Wirkungsgrad. Hier haben die anorganischen Verwandten auf Silizium-Basis noch einen leichten Vorsprung. Aber die Stärken der papierdünnen, flexiblen Solarfolien liegen woanders.
Geringe Herstellungskosten
Die organischen Zellen lassen sich im Unterschied zu herkömmlichen Modulen bei niedrigen Temperaturen fertigen und sind somit Energie und Ressourcen schonend. Ein weiterer Vorteil: Organische Solarzellen können wesentlich dünner als anorganische Solarzellen hergestellt werden, da für eine effektive Lichtabsorption schon sehr geringe Schichtdicken genügen. Dies ermöglicht die Fertigung auf flexiblen Substraten wie Plastikfolien und eröffnet völlig neue Anwendungsbereiche.
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Einen Zukunftsmarkt sehen Experten in der Gebäudeintegration. Die Module lassen sich nicht nur in Glas und Baumaterialien, sondern auch in Schatten spendende Strukturen, Folien und Textilien integrieren. Semitransparenz, beliebige Farben und Farbmischungen sind möglich.
Strategische Partnerschaften
Auf der Photovoltaik-Konferenz EU PVSEC in Hamburg im September 2011 präsentierten Vertreter von Konarka, US-Hersteller von organischen Solarzellen, sowie der neuen Partner Lapp Kabel, ThyssenKrupp Steel Europe, Bischoff Glastechnik und Fraunhofer IWES ihre Pläne zur Zusammenarbeit bezüglich Gebäudeintergation von OPV. Im Februar 2012 hat das Photovoltaik-Unternehmen Heliatek GmbH aus Dresden eine Entwicklungsvereinbarung mit einem Hersteller von elastischen Matrizen für Beton geschlossen, der Reckli GmbH mit Sitz in Herne. Durch die direkte Integration von flexiblen organischen Solarmodulen (OPV) in Betonfassaden sollen Gebäudehüllen aus Beton zur Gewinnung von Solarstrom genutzt werden. Mit dieser neuen BIPV-Lösung (Building Integrated Photovoltaics) werde die CO2-Bilanz von Gebäuden deutlich verbessert, ohne dabei ästhetische Gesichtspunkte außer Acht zu lassen, betonen die Partner.
Zukunftsfähige Technologie
Die flexiblen Solarmodule aus Plastik stellen in Zukunft nicht nur eine interessante Alternative zu herkömmlichen Modulen dar. Durch die beschriebenen Vorteile eröffnen sich auch völlig neue Anwendungsbereiche. (hsc)
INFORMATION
Aufgrund des enormen Potenzials der organischen Photovoltaik startete das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2007 eine Initiative zur Organischen Photovoltaik. Im Rahmen dieser Initiative kooperiert das Fraunhofer IPMS mit zahlreichen Forschungsinstituten, Universitäten und Unternehmen im Projekt OPEG – Organische Photovoltaik zur integrierbaren Energieversorgung, (Förderkennzeichen 13N9717). Ziel des Projekts ist die Entwicklung hocheffizienter organischer Solarzellen mit einem Wirkungsgrad > 10% basierend auf neuartigen organischen Materialien. Zusätzlich werden die erforderlichen Produktionstechnologien sowie Modullayouts mit großer aktiver Fläche A > 80% entwickelt.
