Neues Molekül revolutioniert gedruckte Photovoltaik
Organische Solarzellen als Alternative zu herkömmlichen Siliziumzellen
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Solarzellen: Produktion bald völlig neu (Foto: pixelio.de, Tim Reckmann) |
Erlangen/Nürnberg (pte017/09.06.2016/12:30) Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) http://fau.de haben ein neues Molekül erforscht, auf Basis dessen organische Solarzellen eine deutlich längere Lebensdauer erreichen - bei gleichzeitig verbessertem Wirkungsgrad. Den Experten ist es gelungen, in der neuen Solartechnologie jene Faktoren miteinander zu vereinen, die auf dem Energiemarkt wichtig sind, um nachhaltig Energie zu erzeugen: Modulwirkungsgrad, Lebensdauer und Kosten pro Watt.
Fullerene nicht notwenig
Anders als die Siliziumzellen, die häufig in Photovoltaikanlagen auf Hausdächern verbaut sind, bestehen organische Solarzellen aus speziellen halbleiterbasierten Polymeren sowie sogenannten Fullerenen, kohlenstoffbasierten Nanokügelchen, die aussehen wie ein Fußball. "Wir haben ein neues organisches Molekül erforscht, das nicht auf Fullerenen basiert. Unter den für die Photovoltaik wichtigen sogenannten Akzeptoren stellt es eine völlig neue Klasse an Funktionalität dar", so Christoph Brabec vom FAU-Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften.
Während Fullerene nur ganz wenig Licht absorbieren, punktet das erforschte Molekül mit der Umwandlung von sehr viel Licht. Je mehr Sonnenlicht absorbiert wird, desto höher ist die Effizienz. "Dies ist der Aufbruch der internationalen Forscherwelt, mithilfe neuer Zell-Technologien Fullerene generell zu ersetzen und damit die Solarstrom-Gestehungskosten zu senken", unterstreicht Werkstoffforscher Brabec. So werde bei der Energieerzeugung die Photovoltaik als konkurrenzfähige Alternative zu fossilen Energieträgern gestärkt.
Erhöhte Umweltstabilität
Das neue synthetische Material könnte die künftige Herstellung von Photovoltaik-Anlagen revolutionieren: "Wir haben eine deutlich erhöhte Umweltstabilität an Luft, aber auch bei hohen Temperaturen von bis zu 140 Grad gemessen. Und wir erwarten, aufgrund dieser Materialien stabile Solarzellen mit über zehn Prozent Wirkungsgrad erreichen zu können." Zudem sei der Prozess, die neuen organischen Materialien zu drucken, billiger. Statt Halbleitertechnologien würden die Photovoltaikelemente vom Band gefertigt, also beschichtet und gedruckt.
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