© Fraunhofer ISE

Forschende der Universität Freiburg und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben 14,5 × 14,5 Zentimeter große organische PV-Module mit einer durchschnittlichen Transparenz von 43,2 Prozent und einem Wirkungsgrad von bis zu 9,26 Prozent entwickelt. Zum Einsatz kam eine Kombination aus Sputter- und Slot-Die-(Schlitzdüsen-)Beschichtung – Verfahren, die industriell erprobt und auf größere Modulflächen hochskalierbar sind.

Industrienahe Fertigung auf größeren Flächen

Eine Herausforderung der organischen Photovoltaik ist die Übertragung von im Labor gefertigten Solarzellen auf größere Flächen. Im Projekt »Durchblick-PV« konnten nun sämtliche Schichten der Solarzellen per industriell umsetzbarem Slot-Die-Verfahren aufgetragen werden. Die Rückelektroden wurden zuvor im Sputterverfahren aufgebracht.

Bei den 210,25 Quadratzentimeter großen, semitransparenten Modulen erreichte das Forschungsteam bei einer durchschnittlichen Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich von 43,2 Prozent einen Wirkungsgrad von bis zu 9,26 Prozent. Die daraus resultierende Lichtnutzungseffizienz (LUE) liegt bei bis zu 4,0 Prozent.

Potenzial für flexible PV-Module

Die Slot-Die-Beschichtung ist mit Rolle-zu-Rolle-Verfahren kompatibel und eignet sich damit auch für die Herstellung von Solarmodulen auf Folie. Im Projekt wurden bereits flexible organische PV-Module hergestellt, die nach 1.275 Biegezyklen über einen Stab mit 15 Millimeter Durchmesser 100 Prozent ihrer ursprünglichen Effizienz beibehielten.

Organische, semitransparente Photovoltaik ist unter anderem für Anwendungen in der bauwerkintegrierten und Agri-Photovoltaik interessant. Auch der Einsatz in Gebäudefassaden, Gewächshäusern, Autodächern und Fassadenelementen wird in der Presseinformation als mögliche Anwendung genannt.

Die Forschungsergebnisse sind Teil des Projekts »Durchblick-PV – Entwicklung von organischen Solarmodulen mit hoher visueller Transparenz«, unterstützt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK, heute BMWE). Projektpartner sind Heraeus Epurio, ROWO Coating, ASCA und die Universität Freiburg.

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