Ein Forscherteam hat eine Möglichkeit entwickelt, organische Solarfolien komplett gebrauchsfertig im Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu produzieren. Bisher wurde die preiswerte Herstellungsmethode nur für das Aufbringen der Halbleiterschichten genutzt.
Ein Team aus Forschern und Entwicklern aus Deutschland, den Niederlanden, Polen und Frankreich hat eine Möglichkeit gefunden, organische Solarfolien komplett im Rolle-zu-Rolle-Verfahren herzustellen. Bisher wurde mit dieser preiswerten Herstellungsmethode die Halbleiterschichten auf das Trägersubstrat aufgebracht. Danach wurden die Folien innerhalb eines komplexen Laserprozesses strukturiert, um die Leiterbahnen für die Ladungsträger zu schaffen. Im nächsten Schritt wurden dann die kompletten Folien in Barriereschichten gepackt, um die Haltbarkeit der organischen Solarzellen zu gewährleisten.
Barriere nicht beschädigen
Jetzt hat das Forscherteam im Rahmen des sogenannten Alabo-Projekts eine Lösung für das Problem der Strukturierung innerhalb des Rolle-zu-Rolle-Prozesses gefunden. Die größte Herausforderung der Laserstrukturierung bestand darin, die ausgewählten Schichten des Stapels aus organischen Halbleitern selektiv im Nanometerbereich so abzutragen dass die darunter liegende und hauchdünne Barriereschicht nicht beschädigt wird. Denn das würde sich sofort negativ auf die Haltbarkeit der organischen Solarfolie auswirken.
Türöffner für die Direktverkapselung
Mit dem entwickelten industrietauglichen Laserverfahren haben die Forscher diese Herausforderung gemeistert. „Wir konnten nachweisen, dass der bestehende Schichtaufbau mit industriereifen Lasersystemen bearbeitbar ist”, bringt Merve Anderson, Projektleiter bei Heliatek, die Ergebnisse auf dem Punkt. Der Dresdner Hersteller war an dem Projekt beteiligt. „Durch die Veränderung bestimmter Prozessparameter konnten wir eine beschädigungsfreie Strukturierung auf der Barriere erreichen”, erklärt Anderson. „Die Erkenntnisse aus dem Alabao-Projekt sind ein Türöffner für die Rolle-zu-Rolle-Direktverkapselung“, prognostiziert sie.
Weniger Materialverbrauch
Die Überführung der Direktverkapselung hat gleich mehrere Vorteile. Zum einen kann dadurch die Lebensdauer der Solarzellen deutlich gesteigert. Gleichzeitig können die Hersteller das Volumen der funktionalen Folien reduzieren und damit die Kosten für die Herstellung der organischen Solarfolien weiter senken, was sich positiv auf den Endpreis des Produkts auswirkt. (su)
