Aktuelle Trends und neueste Entwicklungen vom 23. – 25. Juni 2009 auf der LOPE-C

Wiesbaden (pts/18.06.2009/10:00) – In den Energiekonzepten der Zukunft spielen erneuerbare Energien eine entscheidende Rolle. Allerdings bleibt ihr Potenzial stark begrenzt, solange sich Sonnenenergie weder speichern noch großflächig nutzen lässt. Organische Materialien bieten hier neuartige Lösungen. Aktuelle Trends und neueste Entwicklungen in diesem Bereich werden vom 23. bis 25. Juni 2009 auf der LOPE-C in Frankfurt am Main zu sehen sein.

Die Europäische Union hat sich ehrgeizige Ziele gesetzt. Ihren eigenen Ausstoß an Kohlendioxid (CO2) wollen die Mitgliedsländer bis 2020 um ein Fünftel gegenüber 1990 verringern. Andere Industrieländer wie die USA sollen dazu bewegt werden, sogar 30 Prozent weniger CO2 zu erzeugen. Ohne den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien ist das nicht zu schaffen.

Eigentlich gibt es davon im Überfluss. So schickt die Sonne in 30 Minuten mehr Energie auf die Erde, als alle Menschen gemeinsam in einem Jahr verbrauchen. Allerdings lässt sich diese Energie nicht großflächig einfangen und der photovoltaisch erzeugte Strom nicht langfristig speichern.

Großflächige Stromgewinnung durch organische Solarzellen
Organische Materialien können diese Probleme lösen. Beispielsweise ermöglichen organische Solarzellen, Hausdächer und Gebäudefassaden für
die Stromgewinnung zu nutzen. Die Zellen bestehen aus einer leichten und biegsamen Trägerfolie, die mit Kunststoffen, so genannten "Polymeren", bedruckt werden und sich in kontinuierlichen Druckprozessen äußerst preiswert herstellen lassen (siehe Hintergrundinformationen).

"Die organische Photovoltaik hat das Potenzial, in wenigen Jahren für Kosten von weniger als 50 Eurocent pro Wattpeak produziert zu werden", sagt Christoph Brabec, Chief Technology Officer der US-Firma Konarka Technologies Inc. Mit Wattpeak (Wp) wird die abgegebene Spitzenleistung von Photovoltaikzellen bei der maximal möglichen solaren Einstrahlung bezeichnet. "Damit wäre die organische Photovoltaik wesentlich günstiger als vergleichbare Technologien."

Im Oktober 2008 hat Konarka die nach eigenen Angaben weltweit größte Fabrik für druckbare Solarzellen in New Bedford, Massachusetts, eröffnet. Pro Jahr sollen hier bald Zellen mit einer Gesamtkapazität von einem Giga-Wattpeak von der Rolle laufen. Das entspricht dem 1,5-Fachen der Leistung eines typischen Steinkohlekraftwerkes. Zunächst sind die Zellen für die Stromversorgung kleiner, mobiler Endgeräte gedacht. Produkte für den Gebäudeeinsatz, die den Strom bei Bedarf auch in die öffentlichen Netze einspeisen, werden dann in den Folgejahren kommerziell erhältlich sein. Die Organic Electronics Association (OE-A), die als Arbeitsgemeinschaft des Verbandes deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) und mit mehr als 120 Mitgliedsunternehmen die gesamte Wertschöpfungskette der organischen und gedruckten Elektronik repräsentiert, wird vom 23. bis 25. Juni 2009 auf der LOPE-C (-> Details siehe Textende) eine neue Anwendungs- und Technologie-Roadmap vorstellen, die einen Ausblick auf die künftige Entwicklung der organischen Photovoltaik gibt.

Langfristige Speicherung durch synthetische Kraftstoffe
Darüber hinaus suchen Forscher weltweit nach Lösungen, mit denen sich die Sonnenenergie langfristig in Form synthetischer Kraftstoffe speichern lässt. Die Idee: den biochemischen Prozess der Photosynthese, den Pflanzen für ihr Wachstum betreiben, künstlich nachzubilden, um CO2 und Wasser zu Kohlenwasserstoffverbindungen wie Methan zu vereinen. Serdar Sariciftci, Professor am Linzer Institut für Organische Solarzellen (LIOS), will dafür die physikalischen Eigenschaften organischer Halbleiter nutzen. "Mit den organischen Solarzellen haben wir es geschafft, aus Sonnenlicht elektrische Energie zu erzeugen", sagt er. "Mit der künstlichen Photosynthese versuchen wir nun, das Sonnenlicht in chemische Energie zu verwandeln."

LOPE-C zeigt Trends und Technologien
Eine Keynote zum Thema "Grüne Energie" wird Professor Sariciftci auf der LOPE-C halten. Außerdem wird es zahlreiche Vorträge zum Thema "Organische Photovoltaik" geben. Die LOPE-C – Large-area, Organic & Printed Electronics Convention findet als Konferenz mit begleitender Ausstellung vom 23. bis 25. Juni 2009 im Congress Center der Messe Frankfurt am Main statt. Auf Einladung der OE-A treffen sich bei dieser Weltpremiere Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft, um sich über die Chancen, Produkte und Entwicklungen in der organischen und gedruckten Elektronik auszutauschen.

Hintergrund: Organische und gedruckte Elektronik
Die organische und gedruckte Elektronik eröffnet ein völlig neues Anwendungsspektrum neben der Siliziumtechnik, da sie die kostengünstige Herstellung dünner, leichter und flexibler Bauelemente ermöglicht.

Sie basiert auf einer Kombination von
* Techniken, die eine großflächige, hochvolumige Beschichtung und Strukturierung erlauben, und von
* Kunststoffmolekülen, die auf eine leichte und biegsame Trägerfolie geschichtet werden und in Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung isolierende, halbleitende oder leitende Eigenschaften aufweisen. Meist sind diese Materialien organischer, manchmal anorganischer Natur.

Die Kunststoffe können aus großen Molekülketten ("Polymeren") oder "kleinen" Molekülen bestehen. In der Art und Weise, wie sie im Herstellungsprozess der elektrischen Bauteile verarbeitet werden, weisen sie allerdings Unterschiede auf. Kleine Moleküle werden in der Regel in einem Vakuumprozess aufgedampft. Polymere dagegen werden in Massendruck-Verfahren aufgebracht, da sie sich in Flüssigkeiten lösen lassen und es erlauben, elektronische Bauteile Schicht für Schicht, sehr preiswert aufzubauen.

Die organische und gedruckte Elektronik eignet sich damit zum Beispiel zum Bau von
* Gedruckten Transistoren, die als Radio Frequency Identification (RFID)-Etiketten in der Warenlogistik zum Einsatz kommen
* Organischen Leuchtdioden (OLED), die Licht aussenden
* Organischen Photovoltaikzellen, die Licht absorbieren und in elektrische Energie umwandeln
* Flexiblen Batterien, um mobile Geräte mit Strom zu versorgen
* Gedruckten Sensoren, die Umweltparameter wie Helligkeit, Druck, Temperatur oder Feuchtigkeit messen
* Organischen Datenspeichern, die digitale Informationen speichern
* Flexiblen Displays für elektronische Bücher oder SmartCards
* Gedruckten Einweg-Messgeräten für die medizinische Diagnostik
und weiteren innovativen Elektronikanwendungen.