Maßgeschneiderte verdampfbare Akzeptor-Farbstoffe für die nächste Generation organischer Solarzellen (MAnGo)

In Zeiten des Klimawandels und der Energieknappheit ist die Photovoltaik als regenerative Energiequelle ein zentrales Element auf dem Weg zur Klimaneutralität. Die heutzutage eingesetzten Module bestehen aus anorganischen Halbleitern und werden sehr energieaufwendig produziert. Seit Kurzem gibt es auch Organische Solarzellen (OSZ), die sich aufgrund verwendeter Materialien und deren Eigenschaften grundlegend von klassischen Solarzellen aus Silicium unterscheiden. Merkmal der noch jungen Technologie sind leitfähige organische Moleküle, die in nm-dünnen Schichten auf Folien aufgebracht werden. Im Gegensatz zu anorganisch kristallinen Modulen sind leichte flexible OSZ ressourcenschonend produzierbar, um neue Anwendungsmöglichkeiten der nachhaltigen Stromerzeugung zu eröffnen.

Eine aktuelle Herausforderung ist die noch zu geringe Effizienz und Lebensdauer der OSZ, welche mit der Verwendung von Fulleren C60 als Lichtabsorber zusammenhängt. Ziel des interdisziplinären Projektes ist es daher, anders strukturierte Farbstoffe herzustellen, die C60 in photovoltaischen Anwendungen ersetzen können und zu einer signifikanten Leistungssteigerung führen. Der Entwicklungsprozess unterscheidet sich durch digitale Komponenten von rein empirischen Vorgehensweisen. Durch Modellierungen am Computer sind Vorhersagen der Moleküleigenschaften potentieller Ersatzstoffe möglich, die durch Abgleich mit den Materialanforderungen eine Selektion vor der aufwendigen Laborsynthese erlauben. Indem sich die Synthese auf vielversprechende Zielstrukturen fokussiert, können die Erfolgschancen der in Kooperation durchgeführten Anwendungstests signifikant erhöht werden.

Zielsetzung des Projektes ist insgesamt, die kostengünstige OSZ fest im Markt zu etablieren und in Form neuer innovativer Produkte den Beitrag von grünem Strom zu erhöhen.

Das Projekt wird durch die STAEDTLER-Stiftung gefördert.