Flache Sonnenfänger

Dünner, dünner, am dünnsten: OLEDs ermöglichen flexible Handys und wenige Millimeter dünne TVs. Doch das ist nur der Anfang.

Flüge ins All, immer höhere Wolkenkratzer: Die Menschheit schwelgt im Makro-Rausch. Doch die größten Veränderungen für unseren Alltag versprechen Fortschritte im Mikro- und Nanobereich. Neue Entwicklungen ermöglichen immer dünnere Produkte mit immer größeren Möglichkeiten und Funktionen.

Eine der für mich interessantesten Neuentwicklungen ist eine hauchdünne Solarzelle: Gerade 1,9 Mikrometer ist sie dick und gleichzeitig hoch effizient. Statt einem Prozent kann nun ein Drittel der Folienfläche Strom erzeugen. Dies ermöglicht eine Stromproduktion von 10 Watt pro Gramm. Höchst flexibel ist die Folie zudem: Sie lässt sich um Gegenstände mit einem Durchmesser von 35 Mikrometer, beispielsweise ein menschliches Haar, wickeln. Das Material lässt sich außerdem – auf einen elastischen Träger aufgetragen – um bis zu 300 Prozent ausdehnen.

Die organische Solarzelle kann zwar in der Stromausbeute nicht mit ihren Silizium-basierten Verwandten mithalten, sagt das japanisch-österreichische Entwicklerteam aus Forschern der Universität Tokio und der Johannes-Kepler-Universität (JKU) Linz. Aber sie hat nicht nur ein besseres Leistungs- und Gewichtsverhältnis, sondern eignet sich auch zum tragbaren Einsatz. Kleidung oder synthetische Haut könnte Strom produzieren, Roboter, Satelliten und andere mobile Elektronik einen (Bruch-)Teil ihrer benötigten Energie selbst erzeugen. "Das grundsätzliche System ist auch für elektrische Schaltkreise anwendbar", meint Martin Kaltenbrunner vom Institut für Experimentalphysik der JKU. Das mache die Idee natürlich auch für die Industrie sehr interessant.

Ermöglicht wird die neue organische Dünnschicht-Solarzelle durch Fortschritte in der Kohlenstoffnanotechnik. Ein 150 Nanometer dünner, transparenter, leitfähiger Film aus organischem Material, eine 200 Nanometer dicke Schicht aus einem Fulleren-Derivat als Halbleiter und eine 115 Nanometer dünne Metallelektrode wurden auf einem 1,4 Mikrometer dicken PET-Film aufgetragen.

Kohlenstoff stößt auch in weitere Anwendungsbereiche vor, zum Beispiel den Automobilbau. BMW will Karossen aus Kohlefasern bauen. Toray, der größte Produzent dieser Fasern, plant seine Produktion bis 2015 um 50 Prozent auszubauen, um seinen Vorsprung vor den Rivalen Mitsubishi Rayon, Teijin oder SGL aus Deutschland zu halten. Doch auch Polyester-Fasern magern weiter ab. Teijin wird dieses Jahr 400 Nanometer dünne Fasern herstellen können und hat im Labor bereits die Technik für 280 Nanometer dünne Fädchen parat. Damit lassen sich Filter in Klimaanlagen noch weiter verbessern.

Auch andere Produkte werden durch neue Techniken immer dünner. Am spannendsten bei Fernsehern sind organischen Leuchtdioden (OLEDs). Samsung und LG wollen dieses Jahr die ersten großen OLED-TVs auf den Markt bringen – vier Millimeter dick. Doch spätestens in ein paar Jahren, wenn sie erst mit Rollendruck auf Film gebracht werden können, werden sie in der Massenproduktion so dünn und flexibel wie eine Plastikfolie sein. Wie die Welt dann aussehen könnte, zeigt Samsung in mehreren Videos. Diese Science-Fiction-Technik ist sicherlich übertrieben, angesichts der Tatsache, dass dann auch die Halbleiter, Antennen, Kameras und Batterien durchsichtig sein müssten. Aber interessant wird diese neue Welt allemal. (bsc)