Organische Photovoltaik

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1 Organische Photovoltaik Gökhan Ünal Michael Niepötter

2 Was ist Organische Photovoltaik? Die erste organische Solarzelle wurde 1985 von Ching W. Tang bestehend aus Kupfer-Phthalocyanin und einem PTC- DA-Derivat hergestellt. Eine organische Solarzelle ist eine Solarzelle, die aus Kohlenwasserstoff-Verbindungen (Kunststoffen) besteht Flexible, dünne Folien die auf Glasscheiben zum Einsatz kommen sollen Noch in der Forschung, hat aber gute Aussichten zur Zukunftsenergiequelle zu werden

3 Aufbau

4 Funktion Donator-Akzeptor-System organischer Solarzellen Absorberschicht in der Regel aus einem Volumengemisch von donatorund akzeptorartigen organischen Halbleitern Schicht wird auf eine lichtdurchlässige, leitfähige Elektrode mit einem transparenten Leiter beschichtetes Floatglas aufgebracht

5 Druckverfahren Kontinuierliche Massenproduktion: Organische Moleküle können großflächig und sehr dünn aufgetragen werden, was im Prinzip eine kostengünstige Massenproduktion möglich macht Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren Tintenstrahldruck Siebdruck

6 Wirkungsgrad Wirkungsgrad liegt bei speziellen Zellen, die Flächen von etwa 1 cm² aufweisen, mit 12,0 % (Stand Januar 2013) Zielsetzung für eine 15% effiziente organische Solarzelle Heliatek erreicht neuen Organischen Photovoltaik Weltrekord mit einer Effizienz von 13,2% stand Zum Vergleich Monokristalliene Siliziumzelle hat 20%

7 Organische PhotovoltaikFlexibel und transparent: Organische Solarzellen Grundmaterial ist wesentlich günstiger zu liefern als z.b. Halbleitende polymere Feststoffe Sizilium-Dünnschichtzellen haben einen Wirkungsgrad von über 20%, organische Solarzellen maximal 10% Gute Sizilium-Solarmodule halten bis zu 30 Jahren, flexibles Modul aus Kunststoff bestens 5 Jahre bisher Das Material zersetzt sich im Lauf der Zeit durch Sonnenlicht, Hitze und Feuchtigkeit. Zur Zeit in erster Linie Produkte bei denen die begrenzte Strapazerfähigkeit keine große Rolle spielt (z.b. Ladegeräte für Handys etc.)

8 Angeblich erstmals völlig transparent 2013 wurde das erste mal aus transparente Solarpannels aufmärksam, Yimu Zhao und Richard Lunt haben es entwickelt besteht aus organischen Salzmolekülen um nur die ultravioletten und die infraroten Wellenlängen aufzunehmen Dadurch würden die Zellen fast 70% transparent für das menschliche Auge sein

9 Vor- und Nachteile potenzielle Vorteile: Geringere Herstellungskosten Flexibilität, Transparenz und einfache Handhabung Energieeffiziente Herstellung möglich, keine Hochtemperaturverfahren nötig Erfüllen die Auflagen der EU-Richtlinie 2002/95/EG (RoHS), da auf den Einsatz von gefährlichen Stoffen verzichtet wird Nachteile: Bisher wird nur ein relativ geringer Wirkungsgrad erreicht (12,0 %) Die Langzeitstabilität der organischen Verbindungen ist im Sonnenlicht noch ungenügend (Zersetzung) Die niedrigen Wirkungsgrade bedingen einen höheren Flächenbedarf, was mit entsprechend hohen Installationskosten verbunden ist Viele neue Möglichkeiten vor allem Gestaltung für Architeten

10 Wie sieht die Zukunft von OPV aus? Sowohl Effizienz als auch Langzeitstabilität, insbesondere auf flexiblen Trägern und großen Flächen muss geseigert werden Potential der organischen Photovoltaik Systemen wird noch durch die angestrebte Massenfertigung auf Basis von Druckverfahren gestützt Elektrischer Kleinwagen Smart Forvision von Daimler mit einem Glasdach aus transparenten, organischen Solarzellen Strom wird vor Ort erzeugt und gebraucht (Bsp. Bushaltestellen in San Francisco)

11 Danke für Eure Aufmerksamkeit Quellen: von-132aik.html://fotovoltaikanlage.net/de/node/