Neuer Weltrekord in der Organischen Photovoltaik: Heliatek erreicht 12 % Solarzellen-Wirkungsgrad

Zwei Weltrekord PV-Zellen von Heliatek mit 12,0 % Wirkungsgrad auf einer aktiven Fläche von jeweils 1,1 cm²
Zwei Weltrekord PV-Zellen von Heliatek mit 12,0 % Wirkungsgrad auf einer aktiven Fläche von jeweils 1,1 cm²

Die Heliatek GmbH (Dresden), ein weltweit führender Hersteller organischer Solar-Folien, gab am 16.01.2013 mit einem Wirkungsgrad von 12,0 % für seine organischen Solarzellen einen neuen Weltrekord bekannt. Dieser Rekord, gemessen durch das akkreditierte Prüfinstitut SGS, wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Ulm und der TU Dresden aufgestellt.

Die Messserie von SGS bestätige darüber hinaus  die überdurchschnittliche Leistungsfähigkeit der organischen Photovoltaik (OPV) bei Schwachlicht und hohen Temperaturen im Vergleich zu traditionellen Solar-Technologien, betont Heliatek.

 

Zwei Absorbermaterialien steigern die Aufnahme von Photonen und erhöhen die Photospannung

Die Zelle, mit der auf einer Standardgröße von 1,1 cm² der Weltrekord von aufgestellt wurde,  umfasst zwei patentierte Absorbermaterialien. Diese wandeln  Licht  mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen in Solarstrom um.  Mit der Kombination der Absorber konnte eine höhere Aufnahme von Photonen und eine verbesserte energetische Ausnutzung  über eine höhere Photospannung  erzielt werden, erläutert Heliatek.

 

Heliatek: OPV-Wirkungsgrad ist mit herkömmlichen Siliziummodulen und  Dünnschicht-Photovoltaik vergleichbar

Aufgrund des Leistungsverhaltens der OPV bei hohen Temperaturen und geringer Einstrahlung sei der Wirkungsgrad von 12 % mit einer Zelleffizienz von 14 % bis 15 % von herkömmlichen kristallinen Siliziummodulen und  der  Dünnschicht-Photovoltaik vergleichbar. Während diese Technologien bei steigenden Temperaturen und abnehmender Einstrahlung bedeutend an Wirkungsgrad verlieren,  steige die Leistung der organischen Solarzellen unter diesen  Bedingungen. Dies führe zu einem vergleichsweise höheren Solarstrom-Ertrag der organischen Zellen unter realen Nutzungsbedingungen.

 

Geschäftsführer Le Séguillon: Position als Branchenführer weiter ausgebaut

„Wir freuen uns sehr darüber, mit dieser richtungsweisenden Entwicklung  unsere Position als Branchenführer in der OPV weiter ausbauen zu können. Unser kontinuierlicher Fortschritt bestärkt uns in dem Vorhaben, bis 2015 einen Wirkungsgrad von 15 % zu erzielen und  die Rekordeffizienzen schrittweise  auf die Heliatek Rolle-zu-Rolle-Produktionslinie zu übertragen. Auf dieser Linie stellen wir Solar-Folien und keine Solarmodule her. Unsere Kunden aus der Baumaterialindustrie, der Automobilbranche und dem Leichtbaubereich für Verschattungssysteme oder Stadtmöblierung integrieren diese Solar-Folien als energieerzeugende Komponenten und erweitern somit ihre Produktfunktionalität”,  erläutert Thibaud Le Séguillon, Geschäftsführer von Heliatek.

 

Vakuumbeschichtung statt Druck von Solarzellen

Dr. Martin Pfeiffer, Mitgründer und Technikchef von Heliatek, ergänzt: „Dieser in der OPV bisher unerreichte  Wirkungsgrad von 12 % ist eine klare Bestätigung  unserer Strategie  nicht auf gedruckte Polymere zu setzen, sondern sich auf die  Vakuumdeposition  von  oligomeren Absorbern zu konzentrieren. Diese Technologie hat sich bereits  in den letzten zehn Jahren erfolgreich für OLED-Displays bewährt. Die Vakuumdeposition ermöglicht die  Abscheidung von hauchdünnen und zugleich homogenen Schichten. Die dünnsten Schichten sind gerade mal 5 namnometer dick – das entspricht einer Dicke von einem Zehntausendstel eines menschlichen Haares oder  der doppelten Größe eines Strangs der menschlichen DNA. Mit diesem sehr gut beherrschbaren Ultra-Dünnschichtprozess können wir eine große Anzahl an Schichten übereinander stapeln und dadurch Tandemzellen oder sogar  Dreifachsolarzellen produzieren, die ein besonders breites Lichtspektrum absorbieren.”

 

Kooperation mit führenden Universitäten

Mit dem neuen Wirkungsgrad von 12 % hat Heliatek seinen bisherigen OPV-Effizienzrekord von 10,7 %, welcher erst  vor neun Monaten  aufgestellt  wurde, selbst übertroffen. Um diesen Effizienzsprung zu erzielen, hat Heliatek das Know-how ihres unternehmensinternen Forschungsteams mit  der Spitzenkompetenz von  führenden Universitäten auf dem Gebiet der OPV  gebündelt. So wurde eines der beiden Absorbermaterialien am Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien der Universität Ulm unter der Leitung von Prof. Peter Bäuerle, der zugleich Mitgründer der Heliatek ist, entwickelt und synthetisiert. Die Kooperation umfasste darüber hinaus die Zusammenarbeit mit Prof. Karl Leo, ebenfalls Mitgründer der Heliatek, und Dr. Moritz Riede vom Institut für Angewandte Photophysik (IAPP) an der TU Dresden. Finanziell wurde die Entwicklung durch Forschungsgelder  des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF-Projekt LOTsE Nr.  03EK3505E), dem EU FP7 Programm (Projekt X10D Nr.  287818) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG Schwerpunktprogramm Nr. 1355) mit unterstützt.  

 

Erste Anwendungen mit Heliatek-Solarfolien sollen voraussichtlich Ende 2013 auf den Markt kommen

Die  auf kleinen Molekülen (Oligomere)  basierende  OPV-Technologie von Heliatek wird derzeit auf die kommerzielle Fertigung übertragen. Im Frühjahr 2012 wurde die erste Fertigungslinie eingeweiht und Heliatek liefert ihre Solarfolien derzeit an Partner aus der Industrie,  welche die Halbzeuge für ihre eigene Produktentwicklung  einsetzen. Erste Anwendungen mit integrierten Heliatek-Solarfolien werden voraussichtlich Ende 2013 über diese Partner  auf den Markt kommen.  Parallel  hierzu hat  das Unternehmen eine  Finanzierungsrunde gestartet,  um 60 Millionen Euro von bestehenden und neuen Investoren  einzuwerben. Mit dem eingeworbenen Geld soll eine größere Rolle-zu-Rolle-Produktionslinie errichtet werden, um über die  Massenfertigung eine erhebliche Kostensenkung zu erzielen.

 

 

 

17.01.2013 | Quelle: Heliatek GmbH | solarserver.de © Heindl Server GmbH

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