Freiburg - Wissenschaftlern der Universität Freiburg ist es gelungen, eine Behandlungsmethode für die Oberfläche von Nanopartikeln zu entwickeln, die die Effizienz von organischen Solarzellen erheblich steigert. Durch den Einsatz sogenannter Quantum Dots aus Cadmium-Selenid konnten die Forscherinnen und Forscher vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) und dem Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) die bisher höchste Effizienz von 2 Prozent in Hybrid-Solarzellen erzielen, die auch durch Messungen der am FMF angesiedelten Arbeitsgruppe „Farbstoff- und Organische Solarzellen“ des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme bestätigt wurde. Bisherige Werte lagen bei 1–1,8 Prozent.

Bei Hybrid-Solarzellen besteht die photoaktive Schicht aus einer Mischung aus anorganischen Nanopartikeln und einem (organischen) Polymer. Die entwickelte Methode ist prinzipiell auf viele Nanopartikel anwendbar und eröffnet weitere Perspektiven zur Effizienzsteigerung dieses Solarzellentyps. Das Verfahren wurde patentiert und die Ergebnisse wurden vor kurzem in einer Ausgabe der renommiertesten Fachzeitschrift für Angewandte Physik, den „Applied Physics Letters“, veröffentlicht.

Organische Solarzellen gehören zur sogenannten dritten Generation von Solarzellen und befinden sich noch im Forschungsstadium. Der Weltrekord für rein organische Solarzellen, bei denen beide Komponenten der photoaktiven Schicht aus organischen Materialien bestehen, liegt zur Zeit bei über 7 Prozent für nasschemisch erzeugte Schichten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen, die hauptsächlich für die großflächige Stromerzeugung eingesetzt werden, weisen sie viele Vorteile auf: Sie sind wesentlich dünner und flexibler. Der entscheidende Vorteil liegt in ihrer kostengünstigen und schnellen Herstellung. Daher eignen sie sich besser für die Integration in Anwendungen und Systeme unseres Alltags mit begrenzter Wirkungsdauer, wie zum Beispiel Sensoren oder elektronische Geräte, um diese energieautark zu betreiben. Der Einsatz von Batterien und Kabeln könnte somit in Zukunft drastisch reduziert werden.

Quelle: FMF - Freiburger Materialforschungszentrum / Universität Freiburg

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