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Organische Solarzellen: Flexibel in der Gebäudegestaltung einsetzbar. (Quelle: Tom Baerwald, Berlin/Heliatek)

Photovoltaik-Projekt ALABO: Fraunhofer und Heliatek erforschen organische Solarzellen

Das von der EU geförderte Forschungsprojekt ALABO hat die Herstellung preiswerter, großflächiger und flexibler Photovoltaik-Folien mit höherer Langzeitstabilität zum Ziel.

Organische Solarzellen auf Folie: Im Rolle-zu-Rolle-Verfahren geringere Herstellungskosten. (Quelle: Heliatek GmbH)

Organische Solarzellen auf Folie bieten gegenüber herkömmlichen Solarzellen einen entscheidenden Vorteil: Je höher die Umgebungstemperatur ist, umso effizienter arbeitet die Zelle. Die biegsamen und leichten Elemente lassen sich außerdem flexibler als bestehende Photovoltaik-Konzepte in der Gebäudegestaltung nutzen, ihre Transparenz ermöglicht den Einsatz in der Verglasung und sie lassen sie sich bei geringerem Materialeinsatz kostengünstiger produzieren (Rolle-zu-Rolle-Verfahren).

Organische Photovoltaikzellen: Problem der Langzeitstabilität

„Bis die organischen Solarzellen ihren Siegeszug antreten können, müssen noch essentielle technologische Fragen geklärt werden.“, sagt Dr. Udo Klotzbach, Koordinator des ALABO-Projektes und Leiter des Geschäftsfeldes Mikrotechnik im Fraunhofer IWS Dresden. So muss beispielsweise noch einiger Entwicklungsaufwand in das Laserstrukturieren zum Kontaktieren der aktiven Schichten gesteckt werden, damit der Prozess viel schonender abläuft. „Schonend“, erklärt Dr. Klotzbach, „heißt in diesem Zusammenhang, dass die beim Laserstrukturieren entstehenden Abprodukte die Schichten nicht schädigen und das Grundsubstrat der Zelle nicht seine Barrierewirkung gegenüber Wasserdampf verliert.“ Denn die Leistungsfähigkeit dieser transparenten Barriere ist maßgeblich für die Lebensdauer der PV-Zelle verantwortlich und somit ein Schlüsselparameter der Technologie. Um eine Lebensdauer der PV-Zelle von 25 Jahren zu garantieren, bedarf es einer Barriereleistung von mindestens 10-4 g m-2 d-1. „Das ist so wenig, als ob pro Tag lediglich ein Wassertropfen eine Barriereschicht in Größe eines Fußballfeldes passieren darf“, so Dr. Klotzbach weiter.

ALABO: Europäische Solarforschung

Erstmals versucht das Forscherteam, eine Laserstrukturierung auf organische PV-Zellen in monolithischer Bauweise auf Barrierefolie anzuwenden. Ingenieure und Wissenschaftler aus dem holländischen HOLST-Centre, den französischen Forschungsinstituten CNRS und CEA, der polnischen Firma Sorter und der deutschen Firma 3D-Micromac AG werden gemeinsam mit der Dresdner Firma Heliatek GmbH und dem Fraunhofer IWS Dresden Forschungsaufgaben im Bereich des Laserprozesses, des optischen Prozessmonitorings sowie der schnellen Bewertung der Barriereleistung bearbeiten. Das 3-jährige Projekt wird mit 3,9 Millionen Euro im Rahmen des EU-Programms HORIZON 2020 gefördert. (asc)

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