Organische Photovoltaik Erste Produktionsanlage für flexible organische Solarmodule

Weltpremiere in Dresden: Solarmodulfertigung durch Vakuumabscheidung von Oligomeren auf flexible Folien im Rolle-zu-Rolle Verfahren.
Weltpremiere in Dresden: Solarmodulfertigung durch Vakuumabscheidung von Oligomeren auf flexible Folien im Rolle-zu-Rolle Verfahren.

Zelleffizienz 9,8 Prozent, Moduleffizienz 9 Prozent, Gewicht 500 g pro Quadratmeter. Mit der Eröffnung der ersten Produktionsanlage zur Produktion organischer Solarfolien auf Basis der Vakuumabscheidung kleiner Moleküle, stößt Heliatek die Tür für völlig neue Anwendungen der Photovoltaik auf.

Um nichts weniger als eine Weltpremiere handelt es sich bei der letzte Woche in Betrieb genommenen Produktionsanlage von Heliatek in Dresden. Erstmals werden organische Solarmodule im Rolle-zu-Rolle Verfahren mittels Vakuumdeposition bei Temperaturen unter 120 °C produziert. Bisher entstanden organische Module mit Hilfe diverser Druckverfahren, ihr  Wirkungsgrad war auf wenige Prozent beschränkt. Heliatek hat erst vor wenigen Monaten eine Zelleffizienz von 9,8 Prozent erreicht und bietet auf der Modulebene 9 Prozent Wirkungsgrad. Zur Herstellung der Solarzellen ist etwa 1 g oranische Substanz pro Quadratmeter notwendig, das Gewicht der organischen Solarmodule beträgt 500 g pro Quadratmeter.

Heliatek ist das weltweit bislang einzige Unternehmen, das sich bei der Solarmodulfertigung auf die Vakuumabscheidung von kleinen Molekülen, sogenannten Oligomeren spezialisiert hat. Die Vorteile dieser Technologie liegen in der besseren Prozesskontrolle, der höheren Effizienz und der längeren Lebensdauer. »Nach einer Bauzeit von knapp sechs Monaten haben wir mit diesem ersten Analgenkonzept nun einen wichtigen Meilenstein auf unserem Weg zur Kommerzialisierung von organischen Solarfolien auf Basis kleiner Moleküle erzielt«, erläutert Thibaud Le Séguillon, CEO von Heliatek, »noch in diesem Jahr werden wir erste Solarfolien für Anwendungen im Energy-2-Go Bereich auf den Markt bringen«. Das Investitionsvolumen für die Produktionsanlage in Dresden beziffert Séguillon auf 14 Mio. Euro.

Sachsens Ministerpresident Stanislaw Tillich, zeigte sich bei der Einweihung der Produktionsanlage überzeugt davon, »dass nur mit innovativen Ideen und Hochtechnologie die Herausforderungen unsrer Zeit, wie Rohstoffknappheit, Energiewende und Klimawandel zu meistern sind«. Um in einem asymmetrischen Wettbewerb zur staatlich subventionierten chinesischen Photovoltaik-Industrie bestehen zu können, so Tillich, »ist es notwendig heute schon mit der organischen Photovoltaik die Technologie von übermorgen zu produzieren«. »In Dresden«, so der Ministerpräsident, »hat Heliatek dafür die besten Voraussetzungen gefunden, durch eine hocheffiziente Vernetzung von Forschung und Entwicklung sowie der Produktion und Wertschöpfung am Ort«.

Die Heliatek Module bieten durch diverse Abmaße, Farben und Transparenzen einen großen Gestaltungsfreiraum. Gleichzeitig ermöglichen die leichten und weniger als 1 mm dicken Module, mit einem Gewicht von 500 g pro Quadratmeter, die Integration in unterschiedlichste Anwendungen. Heliateks Technologie zeichnet sich durch einen sehr geringen Energieeinsatz und eine nahezu unbegrenzte Rohstoffverfügbarkeit aus. Zudem sind die Module besonders umweltfreundlich und nachhaltig, da beim Fertigungsprozess keine giftigen Inhaltsstoffe oder Lösungsmittel zum Einsatz kommen.

Nach der Inbetriebnahme der Fertigung, deren Produktionsvolumen Dr. Martin Pfeiffer, CTO der Heliatek, auf einige MW beziffert, wird das Unternehmen noch in diesem Jahr eine weitere Finanzierungsrunde abschließen, bei der nach den Worten von Le Séguillon weitere 50 Mio. Euro von bestehenden und neuen Investoren eingesammelt werden sollen, um eine weitere Produktionsanlage am Firmensitz in Dresden zu errichten. Ihr jährlicher Produktionsausstoß soll sich in einer Größenordnung von 50 bis 75 MW bewegen. Im Gegensatz zur eben eröffneten Fab soll die 2014 in Produktion gehende zweite Fab auf bis zu 2 m breiten und 2,5 km langen PET-Folien arbeiten können. In der jetzt eröffneten Produktionsanlage werden 30 cm breite, 500 m lange PET-Folien verarbeitet.

Verbesserungen kündigt Dr. Pfeiffer auch für den Wirkungsgrad der organischen Solarmodule an. In der aktuellen Version, erläutert er, nutzen die Zellen sowohl den dunkelblauen als auch den IR-Bereich des Sonnenlichts noch kaum aus. Allein die bessere Ausnutzung dieses Lichtspektrums, so Dr. Pfeiffer, erhöht den Wirkungsgrad der Zellen auf 12 Prozent. »In den nächsten Jahren halten wir Steigerungen auf Wirkungsgrade von 13 bis 15 Prozent für realistisch«, skizziert er das Zukunftspotenzial organischen Solarmodule aus Dresden.

Heliatek wurde 2006 als gemeinsame Ausgründung der TU Dresden (IAPP) und der Universität Ulm gegründet. An den Standorten Dresden und Ulm beschäftigt das Unternehmen derzeit insgesamt 75 Mitarbeiter. Dr. Martin Pfeiffer, CTO und Mitgründer von Heliatek, wurde erst im Dezember letzten Jahres gemeinsam mit seinen Forscherkollegen Prof. Karl Leo und Dr. Jan Blochwitz-Nimoth mit dem Deutschen Zukunftspreis, dem Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, für ihre Errungenschaften in der Entwicklung der organischen Elektronik, Heliateks Schlüsseltechnologie, ausgezeichnet.