Noch vor dem Produktionsstart zeichnet Bundespräsident Chriatian Wulff das Dresdener Unternehmen Heliatek für seine Arbeit aus. Zusammen mit der Partnerfirma Novaled, einem Hersteller organischer LEDs, dem Institut für angewandte Photophysik der Technischen Universität Dresden und dem Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme in Dresden hat der zukünftige Hersteller organischer Solarzellen den Deutschen Zukunftspreis gewonnen. Mit dem Preis ehrt der Bundespräsident die Unternehmen und Forschungsinstitute ihre Erfolge bei der Materialforschung auf dem Gebiet der organischen Halbleiter. Durch den Einsatz von Dotierung in den Materialien haben die Preisträger eine neue und leistungsfähige Elektronik geschaffen, heißt es in der Begründung.
Neue Anwendungsfelder erschließen
Heliatek wendet das Konzept der organischen Halbleiter auf Solarzellen an und hat es bis zur Marktreife weiterentwickelt. Bereits 2009 haben die Dresdener ihr Produkt auf der EU PVSEC in Hamburg vorgestellt. Die Massenfertigung beginnt Mitte 2012. Ob Heliatek die Forschungserfolge dann in ein konkurrenzfähiges Produkt umsetzen können, wird sich noch zeigen. Trotz des bisherigen Wirkungsgradrekords von 8,3 Prozent, den die Dresdener kürzlich aufgestellt haben, bleibt die Effizienz der organischen Solarzellen noch hinter der anorganischen Konkurrenz zurück. Außerdem haben die Zellen eine vergleichsweise kurze Lebensdauer. Ihre Potenziale liegen in den praktischen Eigenschaften organischer Solarzellen: sie sind variabel in Größe, Form und Farbe, flexibel, leicht und semitransparent. Heliatek hat hier schon einen Wert von 30 Prozent erreicht. Ziel ist es, eine Transparenz von mindestens 50 Prozent zu erreichen. Damit will man neue Anwendungsfelder erschließen, die den bisherigen anorganischen Zellen verwehrt blieben. Aber vor allem sind sie potenziell billig in der Herstellung. Der Produktionsprozess in Dresden soll in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren bei einer Temperatur zwischen 130 und 140 Grad laufen. Damit kann man schnell und mit nur einem Bruchteil der Energie, die bei der Herstellung von Siliziumzellen verbraucht wird, große Mengen von Solarzellen produzieren.
Breites Lichtspektrum nutzen
Mit der molekularen Dotierung, für die die Preisträger ausgezeichnet wurden, „kann man die elektrische Leitfähigkeit um den Faktor eine Million steigern“, sagt Martin Pfeiffer, Entwicklungschef bei Heliatek. Denn ein grundlegendes Problem der organischen Halbleiter ist die geringe Zahl an beweglichen Ladungsträgern. Durch das gezielte Beimischen von Fremdmolekülen können die Ladungsträger effizient aus den absorbierenden Schichten transportieren und zu den Elektroden leiten. Heliatek dampft verschiedene dieser dotierten Halbleiter auf eine mit Indium-Zinkoxid beschichtete Folie im Vakuum auf. Da jede Schicht bei unterschiedlichen Wellenlängen photovoltaisch aktiv sind, kann man ein breites Lichtspektrum für die Erzeugung von Solarstrom nutzen.
Einen ausführlichen Bericht über die Entwicklung bei den organischen Solarzellen lesen Sie im Januar-Heft von ERNEUERBARE ENERGIEN. (Sven Ullrich)
