Politik und Industrie wollen Organische Photovoltaik fördern

In die Entwicklung neuer nicht-siliziumbasierter Solarzellen kommt endlich auch hierzulande Bewegung: Bundesforschungsministerin Annette Schavan hat gemeinsam mit den Unternehmen BASF, Bosch, Merck und Schott eine Initiative für Organische Photovoltaik vorgestellt. Die Beteiligten wollen sie mit 360 Millionen Euro fördern – davon stellt das Bundesforschungsministerium (BMBF) 60 Millionen Euro bereit. Schavan rief kleine und mittelständische Unternehmen dazu auf, sich an der Initiative zu beteiligen. "Die neue Generation von organischen Solarzellen kann nicht nur ein Beitrag zum Umweltschutz in Zeiten des Klimawandels sein. Sie birgt auch hohes wirtschaftliches Potenzial", sagte die Ministerin.

Organische Solarzellen haben den Vorteil, dass sie sich zu flexiblen, teilweise transparenten und hauchdünnen Modulen verarbeiten lassen. Diese könnten auch dort eingesetzt werden, wo herkömmliche Zellen aus kristallinen Halbleitern nicht nutzbar sind, etwa in der Beschichtung von Fenstern oder in aufrollbaren Modulen für mobile Endgeräte.

Derzeit gibt es vor allem zwei Ansätze, organische Materialien zur Umwandlung von Sonnenlicht in Strom zu nutzen. In der so genannten Grätzel-Zelltechnologie, benannt nach ihrem Entdecker Michael Grätzel vom Eidgenössischen Polytechnikum Lausanne, wird ein Gemisch aus lichtsammelnden Farbstoffmolekülen und halbleitenden Titandioxid-Nanopartikeln verwendet. Bei kunststoffbasierten Zellen setzt man auf elektrisch leitfähige Polymere, die etwa mit Fullerenen, großen Kohlenstoffmolekülen als Lichtsammler, verbunden sind. Zusammen mit quantenpunktbasierten Zellen werden diese photovoltaischen Technologien auch als Nano-Solarzellen bezeichnet, da sie nanoskalige Strukturen ausnutzen. Ihre Wirkungsgrade liegen derzeit allerdings noch zwischen sieben und zehn Prozent, etwa der Hälfte herkömmlicher Zellen.

In den USA sind bereits mehrere Startups gegründet worden, die erste Produktionsanlagen für solche Nanosolarzellen errichtet haben oder derzeit errichten. Dazu gehören Konarka Technologies, das 2004 die Forschungsgruppe für organische Solarzellen von Siemens übernahm, oder Nanosolar, das zurzeit einen europäischen Produktionsstandort in Luckenwalde bei Berlin aufbaut. "Bei organischen Solarzellen sind amerikanische Firmen in der Tat führend. Da sind die Deutschen eher in Nischenfeldern tätig", räumte BMBF-Staatssekretär Thomas Rachel kürzlich in einem Interview mit Technology Review online ein.

Vor diesem Hintergrund ist die vorgestellte Initiative ein längst überfälliger Schritt, die boomende deutsche Photovoltaik-Branche auf die nächste Generation von Solarzellen vorzubereiten. Dort beobachtet man die Technologie zwar, setzt aber bislang auf Dünnschicht-Zellen aus kristallinen Halbleitern, weil unklar ist, ob organische Module dieselbe Lebensdauer – etwa 20 bis 30 Jahre – erreichen können. (nbo)