Passwort vergessen?  | 
 |  Passwort vergessen?  | 
Suche
  • Login
  • Login

Donnerstag, 14. September 2017, Ausgabe Nr. 37

Donnerstag, 14. September 2017, Ausgabe Nr. 37

Photovoltaik

Plastiksolarzellen: Entwicklung droht in Sackgasse zu steuern

Von Heinz Wraneschitz | 7. Oktober 2011 | Ausgabe 40

Zum Who-is-Who-Treffen sollen sich die jährlichen, von Bayern Innovativ getragenen, internationalen Konferenzen zur organischen Photovoltaik entwickeln. Zumindest ein großer Teil der globalen Szene traf sich bereits zum zweiten Mal in Würzburg.

"Kees Hummelens PCBM-Fullerene stecken überall drin: Er ist der Superstar der Branche", erklärt Tagungsleiter Vladimir Dyakonov vom Zentrum für Angewandte Energieforschung Bayern (ZAE). Die PCBM-Fullerene (PCBM: Phenyl-C61-Buttersäure-Methylester) sind Fullerenderivate und typische Halbleiter in der organischen Photovoltaik. Firmen wie Merck vertreiben diese Materialien inzwischen weltweit. Kees Hummelen, Chemieprofessor an der Universität im niederländischen Groningen, hat die Materialien maßgeblich entdeckt und entwickelt.

Doch in Würzburg zeigte Hummelen wenig konkret erreichte Herstell-Erfolge, was die neue Form der Solarzellen angeht. Der Wissenschaftler belässt es großteils bei der Beschreibung theoretischer Chancen der organischen Photovoltaik. So verkündete er "gute Nachrichten: Mitsubishi spricht von über 10 % Wirkungsgrad, das ist spektakulär". Doch veröffentlicht haben die Japaner das bisher nirgends.

Der Weg zu höherer Effektivität führt für Hummelen vor allem über neue Materialien, die durchlässiger für elektrische Felder sind. Das Maß dafür ist die Dielektrizitätszahl e. "Die müssen wir hochsetzen", sagt Hummelen. "Wenn man alle Möglichkeiten ausnützen würde, hätten wir eine Zelle mit 22 % Wirkungsgrad." Zum Vergleich: Während heute gebräuchliches Silizium-Solarzellenmaterial ein e von 11 aufweist, muss sich die organische Photovoltaik bislang mit Materialien begnügen, deren e-Werte um 4 liegen. Man hofft aber auf Hybridmaterialmixe, die bis heute noch nicht entwickelt sind.

Dass außerdem die Massenproduktion fehlt, geben die meisten Wissenschaftler zu. Zwar hat die US-Firma Konarka offiziell bereits seit 2009 eine Gigawattfertigung für organische Photovoltaik. Mit einem Zelt aus deren Modulen war dieser Tage auf der Automobilausstellung IAA in Frankfurt Daimlers Smart-Stand überdacht. Solche Leuchtturmprojekte sind weltweit selten, doch die Massenanwendung bleibt aus. "Wegen Wirkungsgrad und Preis", so Hummelen, "ersetzen Hersteller von Taschen mit integrierter Solarstromproduktion inzwischen sogar Module der organischen Photovoltaik durch solche aus amorphem und ebenfalls flexiblem Dünnschicht-Silizium."

Glaubt man Osram-Manager Thomas Dobbertin, dann liegt die verhaltene Akzeptanz der organischen Photovoltaik (OPV) weniger an den recht niedrigen, serienmäßig erreichten Wirkungsgraden von weniger als 5 % als an der mangelhaften Kommunikation der Erfolge und Vorteile. Grundsätzlich seien "die Anforderungen an organische Leuchtdioden (OLED) und OPV dieselben", meint Osrams OLED-Direktor. Deshalb sollten OPV-ler "von der OLED-Beleuchtung lernen. Zuerst auf Performance schauen, dann auf geringe Kosten und dann einen "Wow"-Effekt suchen. "Technologieprobleme niedrig aufhängen", empfiehlt Dobbertin, dafür "Alleinstellungsmerkmale wie Biegbarkeit, Spiegelung oder Transparenz herausheben".

Osram habe es durch hohe Nachfrage und Produktion geschafft, die OLED-Leuchtdichte von 1 lm/W innerhalb von drei Jahren auf 60 lm/W hochzufahren. Ähnliche Erfolge seien durch gezielte Öffentlichkeitsarbeit auch bei OPV möglich, motiviert Dobbertin.

Bisher scheint lediglich Konarka das zu beherzigen: Immer wieder publiziert der US-Hersteller Erfolge wie 8,29 % Wirkungsgrad, selbst wenn sie nur auf kleinster Fläche erreicht werden. Der Rest der Szene ist eher zurückhaltend. Der Erlanger Forscher Christoph Brabec findet es schon "herausragend, dass es jetzt vier Wettbewerber im Effizienzbereich weltweit gibt". Neben Konarka sind dies Mitsubishi (Japan), Heliatek (Dresden) und Kurz/PolyIC (Fürth).

Ärgerlich für Vladimir Dyakonov, dass nun auch noch die deutsche Bundesregierung "im neuen 6. Energieforschungsprogramm OPV nicht drin" hat. Der Würzburger Leiter des ZAE Bayern kritisiert deutlich die einseitige Ausrichtung auf "konventionelle" Solarstromtechnologien.

Deshalb fordert der Forschungsverbund Erneuerbare Energien (FVEE), die Förderung dürfe sich nicht auf einzelne Technologien konzentrieren. Doch in den zuständigen Bundesministerien für Wirtschaft und Forschung "hat man offensichtlich nicht das Gefühl, es wird was mit OPV", musste Dyakonov, bis vor Kurzem FVEE-Sprecher, erfahren.

Allen Widrigkeiten aus Politik und Wirtschaft zum Trotz gibt sich Dyakonov kämpferisch: "Das ist ein Ansporn, noch besser zu werden." Für ihn würden 0,8 % Wirkungsgradsteigerung jährlich im Labor zeigen: "Es passiert etwas." Auch um zu beweisen, dass die Technologie dem Alltagsbetrieb standhält, baut seine ZAE-Abteilung gerade in Würzburg ein energieeffizientes Gebäude mit integrierter Solarzellenfassade auf Basis organischer Photovoltaik. Pünktlich zur nächsten Würzburger OPV-Konferenz 2012 soll das ZAE-Haus fertig sein. HEINZ WRANESCHITZ

stellenangebote

mehr