31.05.2024

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

Herstellung anders strukturierter Farbstoffe, die C60 in photo­voltaischen Anwendungen ersetzen können und zu einer signifikanten Leistungssteigerung von Organischen Solarzellen führen

Projektdaten

Laufzeit	01.06.2023 - 31.05.2024
.Forschungsschwerpunkt	Energie & Ressourcen
Projektleitung	Prof. Dr. Markus Hummert Institut für Chemie, Material- und Produktentwicklung (CMP) Fakultät Angewandte Chemie
Projektpartner	-
Fördergeber	STAEDTLER-Stiftung

Beschreibung

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.