{"id":94885,"date":"2023-10-25T02:24:00","date_gmt":"2023-10-25T00:24:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=94885"},"modified":"2023-10-23T18:30:19","modified_gmt":"2023-10-23T16:30:19","slug":"ein-laengeres-leben-fuer-organische-solarzellen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/ein-laengeres-leben-fuer-organische-solarzellen\/","title":{"rendered":"Ein l\u00e4ngeres Leben f\u00fcr organische Solarzellen"},"content":{"rendered":"\n

Photovoltaikzellen aus organischen Verbindungen sind leicht und biegsam, weshalb sie als sehr vielversprechend gelten. Ein internationales Forschungsnetzwerk unter Leitung der TU Graz m\u00f6chte nun die Stabilit\u00e4t der Materialien erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

Solarzellen aus Silizium gibt es seit rund 70 Jahren. Solarzellen aus organischen Verbindungen sind hingegen recht neu, er\u00f6ffnen f\u00fcr die emissionsfreie Stromproduktion aber neue M\u00f6glichkeiten. Organische Solarzellen erreichen Wirkungsgrade von bis zu 19 Prozent, sind aber extrem d\u00fcnn, leicht, und biegsam. Aufgebracht auf transparente Folie k\u00f6nnen sie in verschiedensten geometrischen Formen und Farben in Bereichen eingesetzt werden, f\u00fcr die siliziumbasierte Solarzellen ungeeignet sind. <\/p>\n\n\n\n

Ein Problem ist bislang aber die kurze Lebensdauer: Organische Solarzellen verwittern recht schnell, weshalb sie kommerziell noch kaum eine Rolle spielen. Das soll sich nun \u00e4ndern: Unter der Leitung der TU Graz vereint das Netzwerk \u201eOPVStability<\/a>\u201c internationale Partner aus Wissenschaft und Industrie, die in den kommenden vier Jahren daran forschen, die Lebensdauer organischer Solarzellen zu erh\u00f6hen. Die Europ\u00e4ische Kommission f\u00f6rdert das Vorhaben mit rund 2,7 Millionen Euro.<\/p>\n\n\n\n

Zehn Forschungsinstitute in sieben L\u00e4ndern<\/h4>\n\n\n\n

\u201eEs gibt Tausende Materialkombinationen, mit denen man organische Solarzellen herstellen kann\u201c, sagt Projektleiter Gregor Trimmel vom Institut f\u00fcr Chemische Technologie von Materialien der TU Graz<\/a>. \u201eWir wollen herausfinden, welche davon am besten geeignet sind: also besonders langlebig und dennoch effizient in der Stromausbeute.\u201c Zehn Forschungsinstitute in sieben L\u00e4ndern werden in den kommenden Monaten je eine Doktorandenstelle schaffen, um die Entwicklungsarbeit in Kooperation mit den Industriepartnern InfinityPV<\/a>, ASCA<\/a> und Sunnybag <\/a>voranzutreiben. \u201ePrinzipiell haben organische Photovoltaikzellen das Potenzial, Strom \u00e4hnlich g\u00fcnstig zu produzieren wie siliziumbasierte Produkte\u201c, sagt Trimmel.<\/p>\n\n\n\n

Analyse der Verwitterung<\/h4>\n\n\n\n

Die Forschenden wollen die Verwitterungsprozesse verschiedener potenziell geeigneter Materialien im Detail untersuchen. Dazu werden die organischen Verbindungen im Labor k\u00fcnstlichem Sonnenlicht ausgesetzt, aber auch unter realen Witterungsbedingungen in Europa sowie der Negev-W\u00fcste getestet. Die genaue Analyse der schleichenden Degradation ist eine Herausforderung: \u201eOrganische Solarzellen sind maximal 200 Nanometer dick. Um darin Zersetzungsprodukte isolieren zu k\u00f6nnen, braucht es sehr spezielle Methoden und Instrumente\u201c, erl\u00e4utert Trimmel. <\/p>\n\n\n\n

Weiters werden auf k\u00fcnstliche Intelligenz und maschinelles Lernen gest\u00fctzte Ans\u00e4tze genutzt, um die gro\u00dfen Datenmengen zu analysieren, die in Hochdurchsatzverfahren generiert werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen es erlauben, detaillierte R\u00fcckschl\u00fcsse auf die chemischen Verwitterungsprozesse zu ziehen. Mit diesem Wissen werden die Forschenden genauer bestimmen k\u00f6nnen, wie die Molek\u00fcle beschaffen sein m\u00fcssen, um diesen Zersetzungsprozessen besser standzuhalten. Neben den praktischen Tests werden auch digitale Simulationen chemischer Verbindungen durchgef\u00fchrt, um optimal geeignete Materialen f\u00fcr die organischen Photovoltaikzellen der n\u00e4chsten Generation zu finden.<\/p>\n\n\n\n

Analyse der schleichenden Degradation<\/h4>\n\n\n\n

Zun\u00e4chst gelte es, die Verwitterungsprozesse verschiedener potenziell geeigneter Materialien im Detail zu untersuchen, berichten die Forschenden. Dazu werden die organischen Verbindungen zum einen im Labor k\u00fcnstlichem Sonnenlicht ausgesetzt, zum anderen aber auch unter realen Witterungsbedingungen in Europa sowie der Negev-W\u00fcste getestet.<\/p>\n\n\n\n

Die genaue Analyse der schleichenden Degradation sei eine Herausforderung: \u201eOrganische Solarzellen sind maximal 200 Nanometer dick. Um darin Zersetzungsprodukte isolieren zu k\u00f6nnen, braucht es sehr spezielle Methoden und Instrumente\u201c, erl\u00e4utert Trimmel. Zudem werden auf k\u00fcnstliche Intelligenz und maschinelles Lernen gest\u00fctzte Ans\u00e4tze genutzt, um die gro\u00dfen Datenmengen zu analysieren, die in Hochdurchsatzverfahren generiert werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen es erlauben, detaillierte R\u00fcckschl\u00fcsse auf die chemischen Verwitterungsprozesse zu ziehen. Mit diesem Wissen werden die Forschenden genauer bestimmen k\u00f6nnen, wie die Molek\u00fcle beschaffen sein m\u00fcssen, um diesen Zersetzungsprozessen besser standzuhalten. Neben den praktischen Tests werden auch digitale Simulationen chemischer Verbindungen durchgef\u00fchrt, um optimal geeignete Materialen f\u00fcr die organischen Photovoltaikzellen der n\u00e4chsten Generation zu finden. Die Forschung ist im Field of Expertise Advanced Materials Science<\/a> verankert, einem von f\u00fcnf strategischen Forschungsschwerpunkten der TU Graz.<\/p>\n\n\n\n

Die Partner im Netzwerk OPVStability<\/strong>
Zum OPVStability-Netzwerk geh\u00f6ren neben der TU Graz die Johannes Kepler Universit\u00e4t Linz, der Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas, die Ben-Gurion-Universit\u00e4t des Negev, die Universit\u00e4t Potsdam, die Universit\u00e4t Karlstad, das Central European Research Infrastructure Consortium, die Universit\u00e4t Bayreuth, die Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg, die S\u00fcdd\u00e4nische Universit\u00e4t sowie die assoziierten Partner InfinityPV, die ASCA GmbH, die Autonome Universit\u00e4t Barcelona, die Sunnybag GmbH, das Zentrum f\u00fcr Elektronenmikroskopie und der Forschungsverbund Berlin e.V.<\/p>\n\n\n\n

Diese Forschung ist im Field of Expertise \u201eAdvanced Materials Science<\/a>\u201c verankert, einem von f\u00fcnf strategischen Forschungsschwerpunkten der TU Graz.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

TU Graz 2023<\/a><\/p>\n

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