Fraunhofer-Gesellschaft Organische Solarmodule in Glas gebettet

Die von den Forschern vom Fraunhofer IAP entwickelte Technologie könnte sich auch zur Herstellung großflächiger Photovoltaikmodule eignen

Im Vergleich zu Silizium-Solarzellen haben organische Solarmodule auf Polymerfolien-Basis eine geringere Lebensdauer. Mit flexiblem Glas als Trägersubstrat könnten die Solarmodule besser geschützt werden und somit eine längere Lebensdauer erreicht werden.

Bereits heute kommen in elektronischen Geräten zum Teil organische Solarmodule (OPVs) zum Einsatz, die in eine Folie eingebettet sind. Solche Module sind eine vielversprechende Alternative zu siliziumbasierten Solarzellen, da die Materialien auch unter Atmosphärendruck verarbeitet werden können. Außerdem können die OPVs mit Hilfe von Drucktechniken hergestellt werden, was schneller und effizienter ist als die zur Fertigung von anorganischen Bauteilen nötigen Prozesse.

Eine Voraussetzung für die Fertigung im Druckverfahren ist ein flexibles substratartiges Trägermaterial. Bislang kommen als Trägermaterial Polymerfolien zum Einsatz. Polymerfolien sind jedoch durchlässig für Wasserdampf und Sauerstoff, wodurch sich die Lebensdauer der Solarmodule erheblich verringert. Deshalb wurden bisher Substrate mit Barriereschichten zum Schutz der OPV-Module verwendet. Für höhere Prozesstemperaturen und längere Lebensdauern muss allerdings auf andere Trägersubstrate zurückgegriffen werden.

Am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam arbeiten Wissenschaftler nun mit dünnem Glas als neuem Trägermaterial. Glas eignet sich ideal als Verkapselungsmaterial und hält Bearbeitungstemperaturen von bis zu 400 °C stand. Für die Forschungsarbeiten kommt ein Spezialglas von Corning zum Einsatz, das sich durch eine Dicke von nur 100 µm Dicke auszeichnet. Das bruchfeste Glas ist selbst in festem Zustand noch so flexibel, dass es leicht gewölbt werden kann. Mit dem Spezialglas konnten die Wissenschaftler gemeinsam mit dem Kooperationspartner Corning bereits erste funktionsfähige organische Solarmodule in Sheet-to-Sheet-Prozessen realisieren.

Ein weiteres Forschungsziel ist es nun, die Module auch im Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu fertigen, um große Flächen effektiv in Serie herstellen zu können. Ein erster Test, das flexible Glas auf diese Weise zu bearbeiten, wurde bereits unternommen. Doch damit das Verfahren industriellen Ansprüchen genügt, muss die Prozesstechnologie noch weiter angepasst werden. Diese Technologie könnte sich sowohl zur Herstellung winziger Solarzellen als auch großflächiger Photovoltaikmodule eignen.