Was sind organische Solarzellen und wie funktionieren sie?
"Kunststoff" oder "Kunststoffsolarzellen" sind andere Bezeichnungen für organische Solarzellen, da sie aus Kohlenwasserstoffverbindungen hergestellt werden.
Die Funktionsweise von organischen Solarzellen ist die gleiche wie die von kristallinen Photovoltaikmodulen: Ein Halbleiter geht durch Absorption von Licht von einem nichtleitenden in einen leitenden Zustand über, und dabei wird Strom erzeugt. Man kann also sagen, dass organische Solarzellen eine spezielle Version von Dünnschicht-Solarmodulen sind. Diese Solarzellen haben aufgrund ihrer speziellen Elektronenstruktur ähnliche Eigenschaften wie Halbleiter aus amorphem Silizium.
Überall anwendbar
Die flexiblen Zellen können nicht nur auf gewölbten Dächern, sondern auch auf Autokarosserien oder anderen gewölbten Oberflächen verwendet werden, da sie umweltfreundlich, leicht und vor allem biegsam sind. Die neuen Solarzellen können sogar in Glasfassaden und Fenster integriert werden, da sie nur einen Teil des sichtbaren Lichts absorbieren.
Nach Angaben von Transparency Market Research, einem Marktforscher aus den USA, lag das Marktvolumen für organische Solarzellen im Jahr 2020 noch bei 97 Millionen Dollar. Der Prognose zufolge wird es im Jahr 2031 einen Betrag von 807 Millionen Dollar erreichen. Das ist ein vergleichsweise geringer Betrag im Vergleich zu anderen Zukunftstechnologien. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass er sich deutlich erhöhen kann, wenn der Wirkungsgrad organischer Solarzellen gesteigert wird.
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Die Effizienz muss gesteigert werden
Bislang ist ihre Statik im Vergleich zu herkömmlichen Siliziummodulen unzureichend.
Derzeit liegt der Wirkungsgrad von organischen Solarzellen in der Massenproduktion unter zehn Prozent; er pendelt sich normalerweise zwischen sieben und neun Prozent ein. Einzelne Produktionen in Forschungslabors übertreffen die Zehn-Prozent-Hürde, sind aber in der Herstellung so teuer, dass der Kostenvorteil dieser Technologie verloren geht. Im Vergleich dazu wandeln herkömmliche Siliziummodule 20 % Sonnenenergie in Strom um. Dies ist auch der Grund, warum die Zellen trotz ihrer Vorteile noch nicht weit verbreitet sind; auch ist noch unklar, wie sich der Wirkungsgrad der organischen Zellen in den nächsten Jahren entwickeln wird.
Energieerzeugung mit Potenzial
Organische Solarzellen sind eine kostengünstige und flexible Alternative zu kristallinen Modulen, aber sie haben eine geringere Leistung und eine kürzere Lebensdauer. Obwohl organische Solarzellen attraktive Eigenschaften haben, ist ihr technisches Potenzial noch nicht ausgeschöpft. Aufgrund ihres geringen Wirkungsgrades sind organische Solarzellen keine echte Alternative zu anderen Solarmodulen für Verbraucher und können derzeit nicht mit herkömmlichen Solarzellen konkurrieren.
Es besteht die Möglichkeit, dass sich dies in Zukunft ändern wird. Im Gegensatz zu kristallinen Solarzellen, deren Wirkungsgrad prinzipiell nicht um mehr als 30 Prozent gesteigert werden kann, gibt es für Solarzellen auf organischer Basis keine theoretische Leistungsgrenze.
Theoretisch ist das Potenzial dieser organischen Solarzellen also immens, aber ob die Technologie auch so weit sein wird, dass sie in naher Zukunft praktisch eingesetzt werden kann, ist eine andere Frage.
