Solarzellen auf Polymerbasis © Fraunhofer ISE

Flexible Solarzellen gehören nach Einschätzung des Unternehmen IBM zu den fünf Entwicklungen, die in den kommenden fünf Jahren die Art und Weise wie Menschen arbeiten und leben deutlich verändern könnten. Die „IBM Next Five in Five“ stützen sich auf Marktanalysen, soziale Trends und aktuelle Projekte in den Entwicklungsabteilungen von IBM.

Organische Photovoltaik vor rasanter Entwicklung
Ende des vergangenen Jahres stellte das Unternehmen seine aktuelle Vorausschau vor: Danach wird sich unter anderem die organische Photovoltaik rasant entwickeln. Noch sind Solarzellen groß, teuer und starr. Aber bereits in einigen Jahren könnten biegsame Solarzellen auf Polymerbasis Handys, i-pods und Co mit Energie versorgen.

Effizienz und Langzeitstabilität erhöhen
Solarzellen aus organischen Halbleitern haben zwei entscheidende Vorteile: Sie lassen sich kostengünstig fertigen und sind flexibel. „Derzeit sind jedoch noch grundlegende Forschungsarbeiten notwendig, um die Voraussetzungen für eine Kommerzialisierung organischer Solarzellen zu schaffen“, betont Uli Würfel vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg.

Wissenschaftler des Instituts arbeiten aber daran, die Effizienz und Langzeitstabilität zu erhöhen sowie die Herstellungskosten zu senken. Außerdem forschen sie an der optischen und elektrischen Modellierung der organischen Solarzellen, prüfen die Eignung neuer Materialen und Prozessvarianten mit einer automatisierten Charakterisierungslinie und entwickeln neue Zellarchitekturen.

Organische Solarzellen könnten Energie für mobile Kleingeräte liefern. © Fraunhofer ISE

„ITO-freie“ Solarzelle
In dem Standard-Aufbau wird die organische Solarzelle auf einem Glassubstrat hergestellt, das mit einer transparent leitfähigen Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) überzogen ist. Allerdings ist Indium nur begrenzt verfügbar und deshalb teuer. ISE-Forscher haben daher eine „ITO-freie“ Solarzelle entwickelt. Dabei wird die ITO-Elektrode durch eine transparente polymere Elektrode in Kombination mit strukturierten Metallelektroden ersetzt.

„Erste potenzielle Anwendungen organischer Solarzellen sehen wir in der Energieversorgung mobiler Kleingeräte. Weitere mögliche Anwendungen sind die Versorgung energieautarker Mikrosysteme und Sensornetzwerke und die Integration in einfache elektronische Schaltungen basierend auf organischen Halbleiterbauelementen“, schätzt Würfel ein.