POTSDAM / GOLM - Die gute, alte Silizium-Solarzelle ist teuer und architektonisch wie landschaftsgestalterisch nicht eben ein Schmuckstück. Wie viel schöner und möglicherweise auch effizienter wären hingegen tagsüber heruntergelassene Jalousien aus Solar-Lamellen? Wie wäre es mit Strom erzeugenden Folien an sonnenbeschienenen Geräten und Textilien, mit großflächigen und farbigen Sonnenstrom-Materialien? Sie ließen sich über ganze Dächer und Wände spannen, um jede Ecke biegen und an jede künstlerisch gestaltete Gebäudestruktur anpassen. Solche Solarmodulmaterialien möglichst hohen Wirkungsgrades zu entwickeln, ist das Ziel der Forscher um Professor Dieter Neher am Institut für Physik und Astronomie der Uni Potsdam in Kopperation mit außeruniversitären Einrichtungen.

„Selbstorganisation in organischen Hybridsolarzellen“ (SOHyb) heißt das vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt. „Wir arbeiten mit fotoaktiven Kohlenwasserstoffverbindungen, besonders mit bestimmten Kunststoffen, also Polymeren, und geeigneten Farbstoffen“, so Neher. Die Forschungen seien aufwändig und langwierig, denn es gelte, drei traditionelle, aber einzeln noch zu wenig wirksame solare Stromerzeugungsmöglichkeiten zu „hybridisieren“ (zusammenzuführen) und eine organisch-chemische „Hybridsolarzelle“ mit wesentlich höherem Wirkungsgrad herzustellen. Einer der bisher untersuchten Ansätze besteht darin, auf eine Trägerplatte mehrere hauchdünne Farbstoffschichten aufzutragen. In der untersten werden durch Sonnenenergie Elektronen freigesetzt, von der nächsten Schicht über die beiderseitige „Grenze“ hinweg angezogen und schließlich über eine Elektrode zum Verbraucher abgeleitet. Der Wirkungsgrad leidet hier aber an einer relativ kleinen Grenzfläche.

Um die zu vergrößern, bringt man in einem zweiten Forschungsansatz zwei geeignete Polymere in Lösung und verdampft das Lösungsmittel. Zurück bleiben feste, blasen- und kanalartige Strukturen mit großen Berührungsflächen. Der Wirkungsgrad ist höher. In einem dritten Ansatz nutzt man die Elektronen anziehende Wirkung des bekannten Weißfarbenpigments Titandioxid. Auf dessen winzige, in einer dünnen Schicht „versammelte“ Partikel wird ein fotoaktiver organischer Farbstoff aufgebracht. Die in ihm freigesetzten Elektronen wandern über die nunmehr riesigen Grenzflächen durch die Masse der Titandioxid-Partikel zur Elektrode.

Im Sinne einer ökonomisch vertretbaren Produktion solcher Solarmodule wollen die Wissenschaftler dafür sorgen, dass sich das Solarstrom-Material am Ende „selbst organisiert“, das heißt: von allein elektrisch wirksame Strukturen annimmt. (aka)