Neuer Weltrekord für organische Solarzelle

Die Firma Heliatek – ein deutscher Hersteller für Solartechnologie – hat einen neuen Weltrekord für organische Photovoltaik (OPV) mit einer Zelleffizienz von 10,7% aufgestellt. Dieser Wert wurde durch unabhängige Tests bestätigt. Bei der Solarzelle handelt es sich um einen organische Tandemzelle, die organische Moleküle, sogenannte Oligomere, beinhaltet. Aus diesen lassen sich durch Vakuumabscheidung hauchdünne Schichten herstellen, die über eine sehr hohe Präzision und Homogenität verfügen.

Verglichen mit herkömmlichen Siliziumzellen sind organische Solarzellen preiswerter zu produzieren sowie leichter im Gewicht und sehr flexibel in ihrer Formgebung. Damit eröffnet sich ihnen auch ein weiteres Feld der Anwendungen. Nachteilig wirkt sich natürlich die geringere Effizienz aus. Diese liegt nominell leider noch ein gutes Stück unter der inorganischer Solarzellen liegt, die mittlerweile um die 15 bis 20% ausweisen.

Der vorliegende Rekord wurde unter Standardrandbedingungen auf einer aktiven Fläche von 1,1 cm² gemessen. Die Tandemtechnologie erwies sich bei weiteren Tests auch als sehr vielversprechend, wenn es um den Einsatz bei schwacher Lichteinstrahlung und bei hohen Temperaturen bis 80°C geht. Bei schwachem Licht zeigt sich zudem, dass die Effizienz bei abnehmender Strahlung kontinuierlich ansteigt. So lag die Effizienz der Solarzelle bei einer Einstrahlung von 100 W/m² um 15% höher als bei 1000 W/m². Die Effizienz bei hohen Temperaturen bleibt erstaunlicherweise konstant.

Letzteres ist insbesondere interessant, da sich die Leistungsausbeute bei herkömmlichen Solarzellen bei steigender Temperatur kontinuierlich verringert. Als Faustwert kann hier der Verlust von etwa 0,4% der Leistung pro Grad Celsius angesetzt werden. Das macht bei auf Dächern nicht selten vorkommenden Temperaturen von 70°C schon einen Verlust von ungefähr 20% der Leistung verglichen mit Laborbedingungen aus. In diesen Temperaturbereichen sind organische Solarzellen mit ihrer konstanten Leistung der traditionellen Solarzellen also schon nahezu ebenbürtig.

Erste Tests in realen Bedingungen haben laut Hersteller sogar gezeigt, dass die organischen Solarzellen 15 bis 25% mehr Licht in Strom umwandeln als kristalline Zellen und Dünnschicht-Photovoltaik.

Heliatek lässt auch verlauten, dass die Hürde zu einer Effizienz von 15% nicht mehr groß ist und in den kommenden Jahren genommen werden soll. Die Massenproduktion für diesen Typ organischer Solarzellen soll Ende 2012 beginnen.