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SPP 1355: Elementarprozesse der Organischen Photovoltaik

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Universitätsplatz 10

06108 Halle (Saale)

http://spp1355.de/

Eine der dringendsten Herausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert ist der Übergang von einer vorwiegend fossilen zu einer regenerativen Energieversorgung. Dieser Übergang ist aus Gründen der Verknappung fossiler Ressourcen und mehr noch aus der Klimaproblematik heraus unumgänglich. Die Photovoltaik, d.h. die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, ist aus vielerlei Gründen eine besonders attraktive Form regenerativer Energieversorgung. Allerdings ist sie trotz langjähriger Anstrengungen in Forschung und Entwicklung noch wesentlich zu teuer. Aufgrund hoher staatlicher Unterstützung erlebt die Photovoltaik seit Jahren einen enormen Aufschwung, wobei dieser jedoch weitgehend von relativ lange bekannten Ansätzen auf der Basis von kristallinem Silizium dominiert wird. Diese Technologie besitzt nur noch begrenztes Kostensenkungspotential. Organische Solarzellen könnten prinzipiell aufgrund des extrem geringen Materialverbrauchs, der vergleichsweise preisgünstigen Materialien und effizienter Abscheideverfahren bei Raumtemperatur extrem preisgünstig sein. Die mechanische Flexibilität organischer Halbleiterfilme ermöglicht den Einsatz photovoltaischer Schichten auf flexiblen Trägerfolien und bietet somit ein breites Anwendungsspektrum. Aufgrund ihrer immer noch deutlich zu niedrigen Wirkungsgrade (um 5% für Laborzellen) und ungeklärter Fragen wie ihrer Langzeitstabilität sind sie jedoch von einer breiten Anwendung noch weit entfernt. Das Schwerpunktprogramm beschäftigt sich parallel mit Materialien, die aus der flüssigen Phase aufgebracht werden (Polymere), und Materialien, die durch Aufdampfen präpariert werden (Oligomere, „Small Molecules“). Zum einen eröffnet der Vergleich der beiden Ansätze neue Einsichten. Zum anderen hat sich die früher oft geäußerte Ansicht, aus der Flüssigphase aufzubringende Materialien seien per se viel preisgünstiger und deshalb langfristig vorzuziehen, bei den bereits kommerziell erhältlichen OLED zumindest bisher als unzutreffend erwiesen. Da die Oligomere u.U. auch einen Vergleich mit den Einkristallen ermöglichen, ergibt sich eine zusätzliche Möglichkeit des grundlegenden Erkenntnisgewinns.

Förderung 2011-2015