„Plastik-“ oder „Kunststoffsolarzellen“ sind andere Bezeichnungen für organische Solarzellen, da sie aus Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen. Die Funktionsweise organischer Solarzellen ist die gleiche wie die von kristallinen Modulen in der Photovoltaik (PV). Sobald Sonnenlicht auf den organischen Halbleiter trifft, lösen sich Elektronen aus ihren Verbindungen und es entsteht ein Stromfluss.
Verschiedene Nutzungsmöglichkeiten
Man kann sagen, dass organische Solarzellen eine spezielle Version von Dünnschicht-Solarmodulen darstellen. Aufgrund ihrer speziellen Elektronenstruktur haben sie ähnliche Eigenschaften wie amorphe Silizium-Halbleiter.
Es ist möglich, die flexiblen Zellen nicht nur auf gewölbten Dächern, sondern auch auf Autokarosserien oder anderen gekrümmten Oberflächen zu verwenden. Sie sind umweltschonend, leicht und vor allem biegbar. Die neuen Solarzellen können selbst in Glasfassaden und Fenstern integriert werden, da sie nur einen Teil des sichtbaren Lichts absorbieren.
Laut Transparency Market Research, einem Marktforscher aus den USA, betrug das Marktvolumen organischer Solarzellen im Jahr 2020 immer noch 97 Millionen USD. Laut Vorhersage soll es im Jahr 2031 einen Betrag von 807 Millionen USD erreichen. Das ist ein kleiner Betrag im Vergleich zu anderen Zukunftstechnologien. Jedoch besteht die Möglichkeit, dass er erheblich ansteigen kann, wenn der Wirkungsgrad von organischen Solarzellen erhöht wird.
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Fraunhofer ISE: Weltrekord im Wirkungsgrad
Momentan beträgt der Wirkungsgrad organischer Solarzellen in der Massenproduktion weniger als 10%, dieser pendelt normalerweise zwischen 7% und 9% ein. Die Wissenschaft wird aber mit der neuen Technologie heftig beschäftigt, da die Hoffnungen in die organische Photovoltaik groß sind. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben einen neuen Weltrekord aufgestellt. Gemeinsam mit dem Materialforschungszentrum FMF der Universität Freiburg sei der Wirkungsgrad für eine ein Quadratzentimeter große, organische Solarzelle auf 15,8% verbessert worden.
Im Vergleich dazu wandeln traditionelle Siliziummodule 20% der Sonnenenergie in Strom um. Dies ist auch der Grund, warum trotz ihrer Vorteile die Zellen noch nicht weit verbreitet eingesetzt werden.
Organische Solarzellen sind eine kostengünstige und flexible Alternative zu kristallinen Modulen, jedoch haben sie eine geringe Leistung und eine kürzere Lebensdauer. Ihre technischen Möglichkeiten sind aber noch nicht ausgeschöpft. Im Gegensatz zu kristallinen Solarzellen, deren Wirkungsgrad grundsätzlich nicht mehr als 30% erhöht werden kann, gibt es bei Solarzellen auf organischer Basis kein theoretisches Leistungslimit.
In der Theorie ist also das Potential dieser organischen Solarzellen immens. Ob in naher Zukunft die Technologie so weit ist, um sie praktisch anwendbar zu machen, ist eine andere Frage.
