Trends zum Thema “Organische und gedruckte Elektronik” auf Fachkongress LOPE-C
Als Stromquelle für mobile Computer eignen sich organische Solarzellen schon heute. Damit sie in Zukunft auch auf Dächern und Häuserfassaden zum Einsatz kommen können, suchen die Hersteller nach Wegen, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der photovoltaischen Kleinkraftwerke zu erhöhen. 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.
An Energie mangelt es der Erde nicht. Schließlich schickt die Sonne in 30 Minuten mehr Energie auf den Planeten als alle Menschen gemeinsam in einem Jahr verbrauchen. Auch der Platz, um diese Strahlen einzufangen, ist im Überfluss vorhanden, da sich selbst in dicht besiedelten Städten Hausdächer und Gebäudefassaden als nutzbare Flächen anbieten. Dennoch lässt sich die Sonnenenergie bislang an dieser Stelle kaum nutzen, weil herkömmliche Solarzellen aus Silizium nur mit hohem Aufwand zu integrieren und in der Herstellung zu kostspielig sind.
Organische Solarzellen können dieses Dilemma lösen. Sie bestehen aus einer leichten und biegsamen Trägerfolie, die mit Kunststoffen, so genannten “Polymeren”, bedruckt werden. Da sich Polymere in Flüssigkeiten lösen und in Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung isolierende, halbleitende oder leitende Eigenschaften bieten, eignen sie sich dazu, elektronische Bauelemente wie Transistoren, organische Leuchtdioden (OLEDs) oder Photozellen in kontinuierlichen Druckprozessen äußerst preiswert herzustellen. (-> Hintergrundinformationen).
“Die organische Photovoltaik hat das Potential, 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.”
Organische und gedruckte Elektronik
Die organische und gedruckte Elektronik eröffnet ein völlig neues Anwendungsspektrum unterhalb 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
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