Organische Solarzellen für gekrümmte Oberflächen

Organische Solarzellen sind eine relativ neue Technologie mit großem Entwicklungspotenzial. Im Unterschied zu kristallinen Solarzellen sind deutlich dünner, materialsparend und kosteneffizient. Theoretisch können sie in jeder Form produziert werden, sogar als flexible, biegsame Folien, woraus sich zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten für die Photovoltaik ergeben. Ein großer Nachteil organischer Solarzellen ist jedoch ihr bisher geringer Wirkungsgrad im Vergleich zu kristallinen Solarzellen.

Forschenden des Riken Center for Emergent Matter Science in Japan ist es nun gelungen, mithilfe von wärmeschrumpfenden Polymeren organische Solarzellen auf gekrümmten Oberflächen anzubringen und dabei hohe Wirkungsgrade zu erzielen, wie sie in einer Studie im Fachmagazin „Advanced Materials“ aufzeigen. Bei dem Verfahren wird die Fläche einer extrem dünnen und biegsamen Polymerfolie stark verkleinert: „Obwohl wir starre Materialien wie Metalle und Kunststoffe verwenden, sind sie dreimal dünner als eine Einkaufstüte und können sich sehr stark biegen, ohne zu brechen.“, so Steven Rich, einer der Autoren. (pv-magazine)

Die wärmeschrumpfenden Folien bilden winzige Falten, wenn sie auf die Polymerfolien aufgebracht werden. Durch die Kontrolle der Größe dieser Faltenstrukturen ist es dem Forscherteam gelungen, schrumpfbare Berührungssensoren und vorgefertigte organische Solarzellen zu bauen, die auf gekrümmte Oberflächen aufgebracht werden können. Den Wissenschaftler*innen zufolge verbessern die photonischen Eigenschaften der so erzeugten Faltenstrukturen die Absorptionsfähigkeit der Solarzellen. Der Wirkungsgrad der Solarmodule kann auf diese Weise um bis zu 17 Prozent erhöht werden. Die organischen Solarzellen können demnach ohne Leistungseinbußen auf unterschiedliche gekrümmte Oberflächen laminiert werden und absorbieren das Sonnenlicht an bewölkten Tagen sogar besser als herkömmliche Zellen.

Quellen: 

pv-magazine, Artikel v. Emiliano Bellini (7.02.2022):

https://www.pv-magazine.de/2022/02/07/japanische-forscher-laminieren-organische-photovoltaik-auf-gekruemmte-oberflaechen/, aufgerufen am 8.2.2022 um 9.15 Uhr.

Solaranlage.eu, https://www.solaranlage.eu/photovoltaik/technik-komponenten/solarzellen/organische-solarzellen, zul. aufgerufen am 8.02.2022 um 13 Uhr.