»Green Photonics« Preis geht an Dresdner Forscher für Organische Solarzellen
Jan Meiß entwickelte durchsichtige organische Solarzelle mit hoher Effizienz
Am 23. April 2012 wurde der Wissenschaftler Jan Meiß auf der Hannover-Messe mit dem Nachwuchspreis »Green Photonics« ausgezeichnet. In seiner Doktorarbeit entwickelte er gemeinsam mit der Heliatek GmbH und dem Fraunhofer IPMS – COMEDD neue Konzepte für organische Solarzellen mit großem Effekt: die von ihm entwickelten Solarzellen waren etwa viermal effizienter als herkömmliche organische Solarzellen.
Aus Sonnenlicht Strom zu gewinnen, klingt zunächst einfach und verlockend. Photovoltaik wird allerdings auch immer wieder heftig kritisiert. Ein Grund dafür sind die als zu hoch empfundenen Kosten dieser Technologie. Je nach Solarzellentyp hängen diese Kosten beispielsweise damit zusammen, dass seltene und damit teure Materialien eingesetzt werden.
Die so genannte »Organische Photovoltaik« (OPV), auch bekannt als »Plastiksolarzellen«, hat dagegen großes Kostensenkungspotential. Diese Technologie steht gerade an der Schwelle zur Markteinführung und verspricht eine Niedrigtemperaturverarbeitung (kleiner 400°C) kostengünstiger Materialien und die gesamte Solarzelle kann dünner als 500 Nanometer sein! Organische Materialien sind Farbstoffe auf Kohlenstoffbasis, bekannt aus unserem täglichen Leben z.B. in Lebensmittelfarbstoffen oder Autolack. Die Vision ist also eine leichte dünne Solarzelle auf Plastikfolie mit einem Gewicht von 500 Gramm pro Quadratmeter Solarzellenfläche, die sich rollen, transportieren und überall anbringen läßt. Durchsichtige Bauelemente sind dabei von großem Interesse für sogenannte gebäudeintegrierte Photovoltaik oder »power windows«, also Fenster, die Sonnenschutz bieten und gleichzeitig Strom erzeugen können.
Jan Meiß hat in seiner Dissertation wesentliche Fortschritte für die organischen Solarzellen erzielen können: er entwickelte unter anderem ressourcensparende, preisgünstige und leicht zu verarbeitende Alternativen zu den herkömmlichen leitenden Kontaktschichten (bspw. ITO – Indium-Zinn-Oxid), die ebenfalls durchsichtig sind.
Jan Meiß freut sich: »Durch einen optimalen Schichtaufbau ist es gelungen, eine organische Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 4,9% und einer Transmission von 20% herzustellen, das heißt ein Fünftel des eingestrahlten Lichtes geht komplett durch die organische Solarzelle hindurch. Der Wirkungsgrad für transparente organische Solarzellen war zum Zeitpunkt der Arbeiten in etwa das Siebenfache der besten bekannten Werte aus der Fachliteratur und ist bis heute unübertroffen.«
Der Nachwuchspreis Green Photonics zeichnet Arbeiten aus, die sich mit innovativen und wirtschaftlich verwertbaren optischen Technologien für ein nachhaltiges Leben und Wirtschaften befassen. Jan Meiß ist dies in seiner Dissertation gelungen, die er mit Unterstützung von Heliatek und dem Fraunhofer IPMS – COMEDD an der Technischen Universität Dresden (IAPP) schrieb. Die TU Dresden und das Fraunhofer IPMS – COMEDD haben für die Forschungsarbeiten zu neuartigen organischen Bauelementen das Kooperationsmodell »Innovationscampus« etabliert.
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