Elektrotechnik

Organische Photovoltaik

sonnenstrom aus kunststoffen

motivation

Organische Solarzellen unterscheiden sich in vielen Eigenschaften von den etablierten Siliziumsolarmodulen. Durch die Verwendung von Foliensubstraten sind sie leicht und mechanisch flexibel. Zudem lassen sie sich durch die große Auswahl an verfügbaren organischen Halbleitern in fast jeder Farbe herstellen – sogar semitransparente Module sind möglich. Diese Eigenschaften ermöglichen viele neue Anwendungsgebiete, die mit konventionellen Photovoltaiktechnologien nicht erschlossen werden können: von mobilen Anwendungen, wie einer aufrollbaren Solarzelle zur Versorgung eines Smartphones oder für den Einsatz im Campingurlaub, bis hin zur Integration in Fassaden, bei denen sich organische Solarmodule perfekt in die Gebäudearchitektur einpassen.

technologie

Organische Solarzellen nutzen organische Halbleiter zur Wandlung von eingestrahltem Licht in elektrische Leistung. Die Ladungsträgeranregung erfolgt wie bei allen Solarzellen durch den inneren Photoeffekt. Bei der Trennung der angeregten Ladungsträgerpaare gibt es jedoch Unterschiede: Bei Siliziumzellen liegen die Ladungsträger nach der Anregung frei vor und können direkt zu den Elektroden geleitet werden. Verantwortlich dafür ist das interne elektrische Feld, welches durch die unterschiedlich dotierten Bereiche im Silizium entsteht.
 
Im organischen Halbleiter sind die angeregten Ladungsträger stärker gebunden. Nur durch den Übergang der Ladungsträger auf ein anderes Material wird der Abtransport der Ladungsträger möglich. Der Absorber besteht bei organischen Solarzellen also immer aus einem Gemisch von zwei oder mehr Materialien. Das interne elektrische Feld wird hier in der Regel durch Elektrodenmaterialien mit unterschiedlicher Elektronen-Austrittsarbeit erzeugt.

ausschreibungen

ciw – Bachelor-/Masterarbeit

Flüssigprozessierte Perowskit-Solarzellen

etit – Bachelor-/Masterarbeit

Flüssigprozessierte Perowskit-Solarzellen

Druckbare organische Solarzellen

phys – Bachelor-/Masterarbeit

Flüssigprozessierte Perowskit-Solarzellen

Druckbare organische Solarzellen

institut

Die Arbeitsgruppe Organische Photovoltaik forscht im Rahmen mehrerer öffentlich geförderter Projekte an der Herstellung und Optimierung organischer Solarzellen und Halbleiterbauelemente. Im Fokus stehen dabei die Erprobung neuer Materialien und Abscheidungsverfahren sowie die Entwicklung eines Grundlagenverständnisses für optoelektronische Prozesse. In den Laboren des Materialwissenschaftlichen Zentrums und des Lichttechnischen Instituts können dabei alle Herstellungsschritte von der Strukturierung über die Abscheidung der Halbleiterschichten bis zum fertigen Bauteil abgedeckt werden.

weitere infos

unser Ansprechpartner:

Dr. Alexander Colsmann

Technology Readiness Level:

Versuchsaufbau im Labor (4)

Website:

www.lti.kit.edu/opv.php