Die Sonne ist grün. Diese Aussage erscheint dem Pfiffikus auf den ersten Blick ein wenig widersinnig, ist aber in Hinblick auf ihre Funktion als Quelle für erneuerbare Energie durchaus zutreffend. Entsprechend wichtig ist die effiziente Nutzung von Solarenergie für die Energiewende.
Das derzeit effizienteste organische Solarmodul hat Dr. Andreas Distler am Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) konstruiert. Dabei arbeitete er eng mit dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN), das zum Forschungszentrum Jülich gehört, zusammen.
Das Modul erreicht einen neuen zertifizierten (Fraunhofer ISE (CalLab PV Cells) in Freiburg) Rekordwirkungsgrad von 14,46 % und schlägt damit den bisherigen Weltrekord für organische Photovoltaikmodule (OPV) von 13,1 %. In Sachen Effizienz gilt Silizium als Material für PV-Module allgemein als Spitzenreiter, kann es doch mit Wirkungsgraden von über 20 % glänzen. Doch Silizium hat nicht nur Vorteile: „zu starr und schwer, schwierig zu recyclen“, heißt es da in der Meldung der FAU. Die Forscherinnen und Forscher um Dr. Christoph Brabec, Professor für Materialien der Elektronik und der Energietechnologie an der FAU und Direktor am Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg (HI ERN) setzen daher stattdessen auf organische Photovoltaik und stellen ihre Vorteile heraus.
Vorteile der OPV
Die Module können biegsam und zudem transparent sein, lassen sich in Fenster und Fassaden integrieren, in Innenräumen nutzen oder auf Feldern als Überdachungen einsetzen. Auch seien die Herstellungsprozesse deutlich umweltfreundlicher und das Material besser zu recyceln. Trotz alledem muss sich OPV auch in Sachen Effizienz mit den Siliziummodulen messen können. Von entsprechender Bedeutung ist der von Brabecs Team neu aufgestellte Rekord.
Entscheidend war hierfür die Arbeit von Dr. Andreas Distler, der dafür vor allem an drei Parametern gearbeitet hat: „Zum einen haben wir verbesserte Aktivmaterialien eingesetzt. Aber mindestens ebenso wichtig war es uns, die inaktiven Bereiche auf so einem Modul zu reduzieren – dafür haben wir den Laserstrukturierungsprozess weiter optimiert, der die Modulfläche in einzelne Solarzellen unterteilt und diese elektrisch miteinander verschaltet – hier ist die Kunst, die Laserlinien so dünn wie möglich zu halten, denn diese Fläche auf dem Modul kann später keinen Strom erzeugen“, erklärt der FAU-Forscher.
„Schließlich haben wir gemeinsam mit den Kollegen von der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm mittels Computersimulationen eine homogenere Beschichtung entwickelt. All das sind kleine Effizienzbooster, die in der Kombination dann um einen Prozentpunkt mehr Wirkungsgrad bringen.“ Noch ein Grund mehr, sich über die inzwischen wieder länger werdenden Tage zu freuen, denkt sich der Pfiffikus.
Ihr
Pfiffikus