Die dünnen und flexiblen Solarzellen sollen später einmal Haus- und Fahrzeugdächer oder ganze Glasfronten bedecken. Dazu arbeiten deutsche und dänische Wissenschaftler in einem Projekt zusammen.
Künftig sollen Solarzellen so dünn wie Folie und so biegsam sein, dass sie sich auf unterschiedlichen Oberflächen wie Haus- und Fahrzeugdächer oder Glasfronten großflächig ausrollen lassen. Das ist eines der langfristigen Ziele eines deutsch-dänischen Forschungsprojekts, das jetzt startet.
Die Entwicklung von organischen Energietechniken wird seit einigen Jahren erforscht, da Solarzellen und LEDs aus organischen Materialien sehr energieeffizient sind. Grund sind völlig neue Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumzellen: mechanisch flexibel, geringes Gewicht, niedrige Kosten sowie Semitransparenz.
Im überregionalen Forschungsprojekt „RollFlex“ wollen deutsche und dänische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Entwicklung von organischer Energietechnik voranbringen. Dazu entsteht im dänischen Sonderborg mit dem Rollflex-Innovationsprojektcenter ein Labor, indem Rolle-zu-Rolle-Druckanlagen erforscht und weiterentwickelt werden. Bei diesem Verfahren sollen Materialien großflächig auf dünne Substrate wie flexibles Glas oder Plastikfilme gedruckt werden. Am Ende sollen sie auch elektrische Bauteile enthalten wie flexible Elektronik, organische Leuchtdioden (OLEDS) und Solarzellen.
Mikro- und Nanostrukturen steigern die Effizienz flexibler Solarzellen
Die Kieler Projektpartner erforschen zentrale Grundlagen der neuen Solartechnik: Anhand von kleinen Bauteilen wollen sie zeigen, wie Mikro- und Nanostrukturen die Effizienz von flexiblen Solarzellen steigern können. Dazu wird untersucht, wie die einzelnen Strukturen die Leuchtstärke von OLEDs beeinflussen.
Durch die geringe Größe der Bauteile lässt sich vergleichsweise einfach mit einer Vielzahl von Varianten experimentieren. So wollen die Wissenschaflter die optimale Konfiguration für die späteren Solarzellen identifizieren. In ihrem Optiklabor bestrahlen die Kieler die OLEDs mit Lasern, um so die Wirkung der aufgetragenen Mikro- und Nanostrukturen zu untersuchen. Entwickelt werden die kleinen Solarzellen und OLEDs im Kieler Reinraumlabor, das ideale Bedingungen bietet, um die empfindlichen Prototypen ohne Verunreinigungen herzustellen.
Die CAU-Wissenschaftler stehen in ihrer Arbeit in engem Austausch mit FUMT R&D Functional Materials, einer Ausgründung der Kieler Uni, die funktionale Materialien entwickelt. Dort werden für das Projekt vor allem spezielle Folien mit Nanopartikeln erstellt. Sie sollen die OLEDs und später auch die organischen Solarzellen vor Feuchtigkeit und Sauerstoff schützen.
