Homepage: Solarzellen aus dem Drucker IAP-Forscher entwickeln organische Module

Leicht, biegsam und äußerst dünn – das kleine Stück Plastikfolie, das von unten silbrig und von oben bräunlich gefärbt ist, ist auf den ersten Blick kaum als Solarzelle zu erkennen. Die blauen und roten Drähte, die an den Enden des Moduls angebracht sind, verraten jedoch: Hier kann elektrischer Strom fließen. Armin Wedel, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) in Potsdam-Golm, erklärt, was an diesem Fotovoltaikelement außerdem besonders ist: „Der große Unterschied zur herkömmlichen Silicium-Fotovoltaik ist, dass die Materialien, die im Inneren der Zelle Licht in Energie umwandeln, organische Moleküle sind, die in einem Druckverfahren auf das Trägermaterial aufgebracht werden.“ Das Ergebnis ist nicht nur flexibel und leicht, sondern auch sehr haltbar: „Hagelschlag macht den Modulen nichts aus, Sie können sogar drauftreten“, so Wedel.

Seit rund zehn Jahren wird am IAP im Bereich der organischen Fotovoltaik geforscht. Die Produktion organischer Solarzellen ist wesentlich preiswerter als jene von Silicium-Solarzellen: Pro Stromeinheit fallen nur etwa ein Viertel bis ein Drittel der Kosten herkömmlicher Solarmodule an. Stiege die Produktion, stiege auch der Preisvorteil noch deutlich an. Dennoch werden die flexiblen Leichtgewichte bisher kaum eingesetzt. Vor allem der geringe Wirkungsgrad, der bei unter zehn Prozent liegt, gilt als Nachteil. Dennoch, dass die Technik Potenzial hat, davon ist Armin Wedel überzeugt. Ähnlich sehen das offenbar auch Investoren aus Brasilien. Das IAP hat einen Kooperationsvertrag mit der brasilianischen Firma Flexsolar unterzeichnet, die die organischen Solarzellen in ihrer sonnenreichen Heimat etablieren möchte. Das technische Know-how liefert das IAP.

„In Brasilien gibt es kaum zentrale Energienetze“, sagt Armin Wedel. In vielen Regionen des Landes herrscht Armut, die Infrastruktur ist lückenhaft. Mit dem Programm „Luz para todos“ („Licht für alle“) fördert die Regierung Photovoltaikanwendungen, die vor allem die Bevölkerung in ländlichen Gebieten mit Strom auf Basis erneuerbarer Energien versorgen soll. Gerade hier sind die leicht zu installierenden und robusten organischen Solarzellen, die zudem keinen zentralen Verteiler benötigen, gegenüber anderen Methoden der Stromerzeugung im Vorteil. Ihre Energie würde nicht nur Licht in Wohnhäuser bringen, sondern auch den Zugang zu Kommunikationsmitteln wie Mobiltelefonen oder Computern ermöglichen. „Es geht darum, eine einfache Stromversorgung zu gewährleisten, kleine Geräte zu betreiben, Batterien aufzuladen“, verdeutlicht Wedel. „Eine Silicium-Solarzelle zu installieren wäre hier viel zu aufwendig und kompliziert.“ Mit dem Projekt beschreiten Fraunhofer und Flexsolar in Brasilien Neuland, denn regenerative Energien wie Wind und Sonne werden bisher kaum genutzt.

In zwei Jahren soll die Anlage zur Produktion der organischen Solarzellen in Brasilien stehen. Zuvor feilen die Wissenschaftler des IAP in Potsdam an der Technik. In ihrem Anwendungszentrum für Innovative Polymertechnologien überprüfen sie, wie sich die Effizienz und Haltbarkeit der Module steigern lässt und die Produktion optimiert werden kann. Rolle-zu-Rolle heißt dabei das Verfahren, das die Forscher entwickeln wollen. Der Name verrät, wie es funktioniert: Das dünne Trägermaterial ist zu einer großen Rolle aufgewickelt, wird dann langsam abgewickelt und durchläuft mehrere Druckstationen, in denen es hauchdünne Schichten aus Silber und Polymeren erhält. Pro Minute können so ein bis zehn Meter gedruckte Solarzellen entstehen. Die Methode ist preiswert und effizient. Am Ende wird die fertige Folie luftdicht verkapselt, wieder aufgerollt und schließlich für den Einsatz auf Dächern, Fassaden oder kleinen Elektrogeräten zurechtgeschnitten.

Hans-Peter Fink, Institutsleiter des Fraunhofer IAP, sieht die Zukunft der organischen Fotovoltaik optimistisch. In Südamerika würden die Investoren Schlange stehen, um in neue Technologien zu investieren. Heike Kampe

Heike Kampe