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Internationales Konsortium entwickelt Farbstoffsolarzellen

Merck hat heute den Start eines vom deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes zur Produktentwicklung von hocheffizienten, Kobalt-basierten Farbstoffsolarzellen bekannt gegeben. Die Gesamtkosten des Projektes COBRA (organic cobalt based low-cost printable large-area photovoltaics) belaufen sich auf rund 3 Mio. Euro bei einer Projektlaufzeit von 3 Jahren. Neben Merck als Konsortialführer des Projektes sind 3GSolar aus Jerusalem, Israel, und Colour Synthesis Solutions Ltd. (CSS) aus Manchester, Großbritannien, an dem Forschungsvorhaben beteiligt.

Die Projektteilnehmer verfolgen das Ziel, den Wirkungsgrad und die Stabilität von Farbstoffsolarzellen deutlich zu verbessern. Dies soll unter anderem durch die Verwendung eines neuen Kobalt-basierten Redoxsystems in einem nicht-flüchtigen Elektrolyten der Zelle erreicht werden. Außerdem sollen die entwickelten großflächigen Farbstoffsolarzellen eine hochgerechnete Lebensdauer von mehr als 20 Jahren aufweisen. Diese Technologie bietet dann eine wirtschaftlich interessante Alternative parallel zu den bereits heute etablierten Photovoltaik-Technologien.

Der Beitrag von Merck im Projekt COBRA ist die Entwicklung von leistungsstarken Kobalt-basierten Elektrolytlösungen. Der Elektrolyt wird im Laufe von mehreren Generationen passgenau auf die von CSS entwickelten Farbstoffe zugeschnitten. Im Teilprojekt von 3GSolar werden die Elektroden und die Geometrie der Farbstoffsolarzellen optimiert. Somit wird das für die Gesamtleistung der Farbstoffsolarzelle essenzielle, harmonische Zusammenspiel aller eingesetzten Materialien gewährleistet.

Generell wandeln Farbstoffsolarzellen Licht über einen breiten Intensitätsbereich in Strom um: Sowohl bei diffusem Licht als auch bei direkter Sonneneinstrahlung kann, ohne Leistungsabstriche bei erhöhter Temperatur, Strom erzeugt werden. Da ihre Lichtdurchlässigkeit flexibel einzustellen ist, eignen sie sich hervorragend für die Anwendung in Gebäudefassaden und können beispielsweise zur Energieversorgung von Bürogebäuden beitragen. Weitere Anwendungsbeispiele für den Innenbereich sind mobile Ladestationen für Kleinelektronik sowie die Stromversorgung von Sensoren (zur Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, etc.) und von elektronischen drahtlosen Preisanzeigen im Groß- und Einzelhandel.

Das Projekt folgte dem Aufruf der Europäischen Kommission im Rahmen der Initiative OLAE+ (Organic and Large Area Electronics European Competition for Collaborative R&D Funding), zur Förderung der Zusammenarbeit zwischen nationalen Forschungsförderorganisationen. Diese Initiative wird in Deutschland durch das BMBF gefördert (weitere Informationen).

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