Momentan treten organische Solarzellen noch nicht in Konkurrenz zu ihren bereits etablierten anorganischen Verwandten, da sie noch nicht in der Lage sind, Sonnenlicht ähnlich effizient in Strom umzuwandeln wie zum Beispiel Siliziumsolarzellen, die etwa 90 Prozent des Weltmarkts ausmachen. Während Letztere einen Wirkungsgrad um die 18 Prozent in der Produktion schaffen, kommen organische Solarzellen im Labor erst seit Kurzem auf knapp acht Prozent.
Ihre Stärken liegen daher neben dem Kostenpotenzial vorerst in anderen Eigenschaften: Organische Solarzellen können wesentlich dünner als anorganische Solarzellen hergestellt werden, da für eine effektive Lichtabsorption schon sehr geringe Schichtdicken genügen. Dies ermöglicht die Fertigung auf flexiblen Substraten wie Plastikfolien und eröffnet völlig neue Anwendungsbereiche.
Von der Solartasche zur stromerzeugenden Sonnenjalousie
Das erste Produkt, eine Tasche mit einem integrierten, flexiblen organischen Solarmodul, ist seit Ende 2009 auf dem Markt. Damit kann man fernab von jeglicher Steckdose Handys und andere Kleingeräte aufladen. Der Kreativität bei möglichen Anwendungsgebieten sind hier kaum Grenzen gesetzt: Wie wäre es zum Beispiel mit einem Zelt oder Schiffssegel, das über eingebaute Solarzellen verfügt?
Neben dem Einstieg in den mobilen Bereich sehen Experten auch in der Gebäudeintegration einen Zukunftsmarkt. Große Fensterflächen oder Jalousien könnten dann genutzt werden, um mit farbigen und halbtransparenten Solarzellen Strom aus der Sonne zu erzeugen. Die anspruchsvollste Anwendung wird jedoch der Einsatz in stationären Fotovoltaik- Anlagen zur Stromerzeugung sein, als Ergänzung oder Ersatz von anorganischen Solarzellen.
Forschungsprogramm soll Entwicklung beschleunigen
Doch bis die organische Fotovoltaik ihr Potenzial ausspielen kann, sind noch erhebliche Forschungsanstrengungen notwendig. Um Grundlagen für weitere gezielte Entwicklungen zu schaffen, hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2007 ein interdisziplinäres Schwerpunktprogramm zum Thema „Elementarprozesse der Organischen Fotovoltaik“ aufgelegt, in
dem Wissenschaftler aus knapp 40 Einrichtungen in ganz Deutschland gemeinsam forschen.
Dieses Forschungsprogramm soll insbesondere dabei helfen, das in ungewöhnlichem Maße interdisziplinäre Forschungsgebiet über die Grenzen zahlreicher Fachgebiete wie der Chemie, der Physik, den Materialwissenschaften und der Elektrotechnik hinweg zu stärken und fundamentale Fragen zu klären. Ziel ist, die Entwicklung effektiver und langlebiger Solarzellen auf der Basis organischer Halbleiter zu beschleunigen.
Prof. Dr. Karl Leo, Dr. Annette Polte, Dr. Moritz Riede/ IAPP TU Dresden / DFG Forschung Spezial
Stand: 10.09.2010
