Organische Solarzellen: Innovative Technologie mit hohem Nachhaltigkeitspotenzial

Kooperationspreis für Prof. Peter Bäuerle und Heliatek

                                                                                                         uni ulm intern 326/Februar 2014

Auf der Suche nach den Batterien der Zukunft

Dr. Andre Weiß von Heliatek (links) und Prof. Peter Bäuerle (Mitte) mit Präsident Ebeling (rechts)
Dr. Andre Weiß von Heliatek (links) und Prof. Peter Bäuerle (Mitte) mit Präsident Ebeling (rechts)

Ulmer Wissenschaftler um Professor Peter Bäuerle vom Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien haben gemeinsam mit der Firma Heliatek GmbH organische Solarfolien entwickelt, die nicht nur vergleichsweise kostengünstig und umweltfreundlich hergestellt werden können, sondern aufgrund der Flexibilität, Semitransparenz und des geringen Gewichts auch vielseitig eingesetzt werden, zum Beispiel direkt in Fassaden- oder Fensterverkleidungen. Für diese Kooperation wurden Bäuerle und sein Partner Dr. Martin Pfeiffer, Technik-Vorstand bei Heliatek, anlässlich des Dies academicus ausgezeichnet.

Der mit 5000 Euro dotierte Stiftungspreis für erfolgreiche Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft würdigt diese Zusammenarbeit als Musterbeispiel dafür, wie aus einer grundlagenforschungsorientierten Hochschulkooperation über eine gemeinschaftliche Ausgründung nicht nur ein erfolgreiches Spin-Off wurde, sondern zugleich ein weltweiter Technologieführer in einem zukunftsträchtigen Bereich mit großem Nachhaltigkeitspotenzial. Aus der Kooperation gingen mittlerweile 20 angemeldete Patente hervor sowie zahlreiche viel beachtete Publikationen, 19 davon mit Bäuerle und Pfeiffer als Ko-Autoren. Und nicht zuletzt die Studierenden profitieren von dieser engen Zusammenarbeit, denn grüne Themen wie die regenerative Energieerzeugung erfreuen sich für Abschlussarbeiten und Promotionen beträchtlicher Nachfrage. In speziellen Praktika zur Organischen Elektronik lernen die Studierenden sogar, selbst organische Solarzellen herzustellen und zu charakterisieren.


„Die Kooperation zwischen Universität und Heliatek ist ein schönes Beispiel für gelungenen Technologietransfer. Doch haben wir darüber hinaus nicht vergessen, wie lang und steinig der Weg von der reinen erkenntnisorientierten Grundlagenforschung bis zur industriellen Wertschöpfung ist“, so Peter Bäuerle. „Für mich war es aber schon immer ein Traum, einmal ein fertiges Produkt in den Händen halten zu können, das Substanzen enthält, die wir mit unserer Forschung selbst entwickelt haben. Und dieser Traum steht nun kurz vor der Erfüllung“, freut sich der vielfach ausgezeichnete Chemiker, der seit 2013 auch Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina ist. Die Gründung der Heliatek GmbH im Jahr 2006 geht auf die langjährige und enge Forschungskooperation zwischen Wissenschaftlern der Technischen Universität (TU) Dresden (Professor Karl Leo und Dr. Martin Pfeiffer) und der Universität Ulm (Professor Bäuerle) zurück.

Beide Universitäten gehören zu den Gesellschaftern der Firma, beteiligte Investoren sind unter anderem Firmen wie BASF, Bosch oder RWE sowie diverse Investmentfonds. An den beiden Firmensitzen in Dresden und Ulm arbeiten inzwischen 75 Mitarbeiter, ein beträchtlicher Teil davon in Forschung und Entwicklung. Die Firma ist heute weltweiter Technologieführer in der organischen Photovoltaik und mehrfacher Weltrekordhalter. Beim aktuellen Rekord mit einer Zelleffizienz von 12 Prozent war eine Substanz mit im Spiel, die an Bäuerles Institut vor Kurzem entwickelt wurde. Mit diesem beachtlichen Wirkungsgrad sind die Solarforscher den herkömmlichen Siliziumzellen (rund 20
Prozent Zelleffizienz) eng auf den Fersen. Mitte März 2013 wurde die erste Pilot-Produktionsanlage zur Herstellung von flexiblen organischen Solarmodulen in Dresden eingeweiht. Organische Solarzellen liefern auch bei hohen Temperaturen oder geringem Lichteinfall vergleichsweise viel Energie. Bei der Herstellung der Solarfolien werden die organischen Materialien vakuumprozessiert Schicht für Schicht auf Polyester-Folie aufgedampft. Eingesetzt werden dabei spezielle synthetische Farbstoffe auf der Grundlage von Oligothiophenen. Den Grundstein hierfür legte nicht zuletzt die Ulmer Forschung zur Absorption der Farbstoffe und deren Halbleiter-Eigenschaften, mit denen es
möglich wurde, ein möglichst breites Spektrum des Sonnenlichts effektiv auszunutzen. Die Kooperations- und Gründungspartner von Heliatek, Dr. Martin Pfeiffer und Prof. Karl Leo, erhielten 2012 den deutschen Zukunftspreis für die Entwicklung von dotierten Transportschichten, wie sie auch in organischen Solarzellen eingesetzt werden.
Beim Dies academicus hat Dr. Andre Weiß den Kooperationspreis für Heliatek entgegengenommen.

Solarzelle von Heliatek
Die organische Solarzelle von Heliatek ist semitransparent, besonders leicht und flexibel