Bisherige Konzepte für organische Solarzellen basieren in der Regel auf sogenannten Fullerenen, die in einer aktiven Kunststoffschicht als Elektronenakzeptoren fungieren. Laut Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich haben diese Fullerene allerdings einige Nachteile: Sie seien nur schlecht in der Lage, sichtbares Licht aufzunehmen. Außerdem seien sie in der Herstellung noch verhältnismäßig energieintensiv und nicht besonders stabil.
Ein Forscherteam unter Leitung von Derya Baran, Photovoltaikforscherin am Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung und am Imperial College London, hat nun ein neues Material für organische Solarzellen vorstellt, das nicht die Schwachpunkte der bisher verwendeten Fullerene aufweist. Damit sollen sich Effizienz und Stabilität der Zellen steigern und gleichzeitige die Herstellungskosten senken lassen.
Das neue Material für die Elektronenakzeptoren bestehe aus drei verschiedenen Molekülen, so die Wissenschaftler. Die komplexe Dreifachmischung übertreffe in ihrer Leistung Mischungen mit nur einer Art von Akzeptormolekül. Zudem sei damit die Nutzung von stabileren Polymeren möglich, die ebenfalls günstig herzustellen seien. Ein weiterer Vorteil sei, dass organische Solarzellen mit dem neuen Material langwelliges Licht (rotes oder infrarotes Licht) besser umwandeln könnten. Die neuen Zellen erreichten daher einen Wirkungsgrad von 7,7 Prozent. Das sei deutlich höher als bei anderen organische Zellen. Bei Verwendung von komplexeren Polymeren könne der Wirkungsgrad außerdem noch auf bis zu elf Prozent gesteigert werden. Die Forschungsergebnisse wurden in zwei Studien in den Fachzeitschriften „Nature Materials“ und „Energy and Environmental Science“ veröffentlicht.
Einen neuen Wirkungsgradrekord stellen die Wissenschaftler mit ihrem neuen Ansatz allerdings noch nicht auf. Der HerstellerHeliatek meldete im Februardieses Jahres zum Beispiel, eine organische Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 13,2 Prozent entwickelt zu haben.
Organische Solarzellen wandeln Sonnenlicht mittels speziellen Kunststoffen in Strom um. Dabei erreichen sie noch nicht die Wirkungsgrade herkömmlicher, auf Halbleiterkristallen basierender Solarzellen. Die Technologie hat aber das Potential, die Solarstromerzeugung billiger zu machen, weil die verwendeten Kunststoffe günstig herzustellen sind. Außerdem können sich aus den flexiblen organische Solarzellen neue Anwendungsmöglichkeiten ergeben, zum Beispiel transparente Solarmodule für Fensterflächen oder in Kleidung integrierte Photovoltaik. (Mirco Sieg)
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
Mit dem Absenden dieses Formulars stimmen Sie zu, dass das pv magazine Ihre Daten für die Veröffentlichung Ihres Kommentars verwendet.
Ihre persönlichen Daten werden nur zum Zwecke der Spam-Filterung an Dritte weitergegeben oder wenn dies für die technische Wartung der Website notwendig ist. Eine darüber hinausgehende Weitergabe an Dritte findet nicht statt, es sei denn, dies ist aufgrund anwendbarer Datenschutzbestimmungen gerechtfertigt oder ist die pv magazine gesetzlich dazu verpflichtet.
Sie können diese Einwilligung jederzeit mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. In diesem Fall werden Ihre personenbezogenen Daten unverzüglich gelöscht. Andernfalls werden Ihre Daten gelöscht, wenn das pv magazine Ihre Anfrage bearbeitet oder der Zweck der Datenspeicherung erfüllt ist.
Weitere Informationen zum Datenschutz finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.