Polymer spielen in der Photovoltaik eine zunehmend wichtige Rolle, insbesondere im Bereich der flexiblen und leichten Solarzellen. Im Gegensatz zu den traditionell verwendeten kristallinen Silizium-Solarzellen bieten Polymere eine Reihe von Vorteilen:

• Flexibilität: Polymer-Solarzellen können auf flexible Substrate wie Kunststoff oder Metallfolien aufgebracht werden, was sie für Anwendungen in tragbaren Geräten, Fahrzeugen und Gebäuden interessant macht.
• Leichtgewicht: Polymere sind in der Regel wesentlich leichter als Silizium, was den Transport und die Installation erleichtert.
• Geringere Produktionskosten: Die Herstellung von Polymer-Solarzellen ist oft kostengünstiger, da sie bei niedrigeren Temperaturen und unter weniger strengen Bedingungen erfolgen kann.
• Vielfalt an Materialien: Eine große Vielfalt an Polymeren steht zur Verfügung, was die Feinabstimmung der Eigenschaften der Solarzelle ermöglicht.

Funktionsweise:

In Polymer-Solarzellen werden sogenannte organische Halbleiter verwendet, die aus langen Ketten von Kohlenstoffatomen bestehen. Diese Moleküle sind in der Lage, Licht zu absorbieren und dadurch Elektronen anzuregen. Die angeregten Elektronen können sich dann durch das Material bewegen und einen elektrischen Strom erzeugen.

Herausforderungen:

Trotz der vielen Vorteile gibt es noch einige Herausforderungen bei der Entwicklung von Polymer-Solarzellen:

• Stabilität: Polymere sind in der Regel empfindlicher gegenüber Hitze, Licht und Feuchtigkeit als anorganische Materialien.
• Effizienz: Die Effizienz von Polymer-Solarzellen ist bisher noch geringer als die von Silizium-Solarzellen.
• Lebensdauer: Die Lebensdauer von Polymer-Solarzellen muss noch verbessert werden.

Anwendungen:

Polymer-Solarzellen finden bereits Anwendung in:

• Tragbaren Elektronikgeräten: z.B. Taschenrechner, Uhren
• Fahrzeugen: als integrierte Solarmodule in Dach oder Karosserie
• Gebäuden: als Fassadenelemente oder Dachbedeckung
• Sensoren: für die Messung von Lichtintensität oder Temperatur

Zukunftsaussichten:

Die Forschung auf dem Gebiet der Polymer-Solarzellen ist sehr dynamisch. Durch kontinuierliche Verbesserungen der Materialien und der Herstellungsprozesse wird erwartet, dass Polymer-Solarzellen in Zukunft eine noch größere Rolle in der Energieversorgung spielen werden.

Stichworte: Solarzellen, Dünnschicht-Solarzellen, Photovoltaik, Halbleiter, Effizienz