Entwicklung flexibler Polymersolarzellen für Funktionstextilien (SonnTex)
Projektleiter: Dr. Mario Schrödner
Projektnummer: BMBF, 03X3518A
Laufzeit: 01.10.2008 – 31.03.2012
Projektpartner: Clariant Produkte Deutschland, Heraeus Precious Metals,
Mäder Plastilack, Elring Klinger Kunststofftechnik,
richter+partner, TU Ilmenau
Aufgabenstellung
Das im Rahmen der Innovationsallianz Organische Photovoltaik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gestartete Projekt verfolgte das Ziel, flexible Polymersolarzellen auf Kunststoff-Folien zu entwickeln. Dabei arbeitete das TITK gemeinsam mit der TU Ilmenau und fünf Industriepartnern an der Entwicklung von neuen Materialien zur Steigerung des Wirkungsgrads und der Lebensdauer sowie von Prozessen zur preisgünstigen Fertigung der Polymersolarzellen.
Ergebnisse
Im Ergebnis der dreijährigen Forschungen konnten flexible Polymersolarzellen auf Polyesterfolien mit einem Wirkungsgrad von
4,55 % realisiert werden. Auf starren Glassubstraten erreicht man mit den gleichen Polymerschichten sogar einen Wirkungsgrad von 5,8%. Dabei ist die wirksame fotoaktive Polymerschicht nur ca. 200 nm dick. Zur Fertigung der Polymersolarzellen wurden preisgünstige Rolle zu Rolle Beschichtungsprozesse entwickelt, die gewährleisten sollen, dass die Polymersolarzellen konkurrenzfähig zu anderen anorganischen Solarzellentypen gefertigt werden können. Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts betraf die Entwicklung von transparenten Hochbarrierefolien auf Basis einer mehrfach beschichteten Kunststofffolie zur Verkapselung der Zellen. Hierbei konnten vor allem Folien mit sehr geringen Wasserdampfdurchlässigkeiten von weniger als 1 g/m²/d realisiert werden
Anwendung
Die Flexibilität und das geringe Gewicht der Polymersolarzellen prädestinieren sie vor allem für mobile Anwendungen z.B. in Funktionsbekleidung, in Rucksäcken und Taschen zum Aufladen von Handy, Laptop oder Navigationsgeräten sowie zur Energieversorgung bei verschiedensten Outdooraktivitäten. So hat der Projektpartner richter + partner GmbH aus Weimar die Polymersolarzellen z.B. in leuchtende oder wärmende Kinderbekleidung zum Aufladen der Akkus integriert (Abb.).
