Organische Photovoltaik – was sollten Photonik-Profis darüber wissen?


Organische Photovoltaik

OPV-Zellen haben viele Vorteile: Die Produktion ist höchst energie- und rohstoffeffizient: Heliatek bringt nur winzige Mengen (1g/m²) des organischen Ausgangsmaterials auf – und die eingesetzte Energie holen die Zellen anschließend binnen drei Monaten zurück. Das geringe Gewicht von OPV-Zellen erlaubt die Integration in Membrandächer, Zelte oder in Fahrzeugkarosserien. Zudem ist ihre Farbe frei wählbar. Auch transparente Zellen sind realisierbar, was sie für (Glas-)Fassaden, Fenster oder Gewächshäusern prädestiniert. Damit eröffnen sich völlig neue Horizonte für eine nachhaltige Energieerzeugung. Den Weg dahin ebnet Lasertechnologie.

Interessanter Nebenaspekt: Die OLED-Technologie ist ein Zufallsfund aus der frühen Forschung an organischer Photovoltaik. Die beiden Kodak-Forscher Ching Tang und Steven van Slyke stießen in ihren Forschungen zufällig auf diese Nutzungsoption elektrolumineszenter organischer Materialien und veröffentlichten dazu 1987 das weltweit erste OLED-Paper „Organic electroluminescent Diodes“. Lesenswert: Beitrag zu „Drei Dekaden OLED-Geschichte“ von Sri Peruvemba im LEDs Magazine.

Technischer Hintergrund: Organische Halbleitermoleküle basieren auf Kohlenstoffstrukturen, die um kleine Moleküle und im Sinne vieler freier Ladungsträger um weitere Moleküle erweitert werden. Im Vergleich zur anorganischen Elektronik haben solche organischen Molekülverbunde den Vorteil, dass bei Anregung quasi-Teilchen entstehen - so genannte Exzitonen, welche die Anregungsenergie von Molekül zu Molekül weitertragen. OPV-Zellen wandeln durch Photonen angeregte Exzitonen in freie Ladungsträger. Umgekehrt erzeugen die organischen Materialien in OLEDs bei elektrischer Anregung Exzitonen, die ihre Energie in Form von Licht abgeben, sobald sie instabil werden. Die Einführung in die Organische Elektronik auf den Webseiten der Organic Electronics Saxony e.V. erläutert sowohl die wichtigsten Anwendungsfelder als auch die Funktionsweise in verständlicher Form.

 
 
 
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