Mehr Strom aus organischen Solarzellen

US-Forscher haben entdeckt, wie sich die bislang geringe Effizienz organischer Solarzellen deutlich erhöhen lässt.

(jkm) - Solarzellen aus organischen Halbleitern sind leicht, biegsam und kostengünstig in der Herstellung. Durch Zusatz molekularer "Fußbälle" lässt sich auch ihre bislang geringe Effizienz erhöhen, haben drei amerikanische Forscher entdeckt. Die von ihnen entwickelten Zellen wandeln über drei Prozent der einfallenden Lichtenergie in elektrische Energie um - deutlich mehr als frühere Prototypen, jedoch immer noch ein Vielfaches unter dem Wirkungsgrad von Siliziumzellen.

"Wir haben demonstriert, dass der Einsatz eines kristallinen organischen Films, bestehend aus Pentacen, ein vielversprechender neuer Ansatz für die Entwicklung organischer Solarzellen ist", sagt Bernard Kippelen vom Georgia Institute of Technology in Atlanta. "Mittlerweile haben wir eine Effizienz von 3,4 Prozent erreicht. In der nahen Zukunft sollten auch 5 Prozent möglich sein", so der Forscher.

Bereits seit mehreren Jahren gilt Pentacen - ein aus fünf Kohlenstoffringen bestehendes Molekül - als Kandidat für organische Solarzellen. Als Kristall gezüchtet, könne der Halbleiter elektrische Ladungen besonders gut transportieren, erläutert Kippelen. In früheren Versuchen sei er jedoch stets mit Metallen kombiniert worden. "Wir beschlossen, Pentacen mit einem weiteren organischen Molekül zu kombinieren, um größere Ströme zu erzielen."

Zum Einsatz kam in diesem Fall das Buckminsterfulleren C60, ein aus 60 Kohlenstoffatomen aufgebautes Kugelmolekül, in dem die Atombindungen wie die Nähte eines Fußballs angeordnet sind. Tatsächlich erzielten diese Pentacen-C60-Zellen eine Effizienz von 2,7 Prozent, berichteten die Forscher kürzlich im Fachblatt "Applied Physics Letters".

Zwar erreichen Siliziumzellen im Laborversuch mittlerweile Wirkungsgrade von über 20 Prozent. Dennoch sagen Kippelen und Kollegen für organische Solarzellen eine große Zukunft voraus. Denkbare Anwendungen seien etwa Funkchips (RFID) oder Kleidungsstücke mit integrierten Schnittstellen für Handy und MP3-Player.

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