Organische Solarzellen erleben goldenen Aufschwung durch ultradünnen Film
Ein vergoldetes Fenster als transparente Elektrode für organische Solarzellen ist nun Dank eines Forscherteams der Universität Warwick im Vereinigten Königreich Realität geworden. Das Beste an dieser Entwicklung, neben der Erfindung selbst, ist, dass sie relativ kostengünstig sein könnte, da das verwendete Gold nur ein milliardstel Meter dick ist. Die Forschung wurde teilweise durch ein Stipendium des europäischen Fonds für regionale Entwicklung (ERDF) finanziert und in der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials präsentiert.
Bisher haben sich die Wissenschaftler auf Glas mit Ioniumzinnoxid (ITO)-Beschichtung als transparente Elektrode für organische Solarzellen verlassen, meist, weil es keine andere Alternative gab. Das Problem an ITO ist, dass es sich hierbei nicht nur um ein komplexes Material handelt, sondern auch um ein instabiles. Es verfügt über eine hohe Rautiefe und die Gefahr, dass es bricht, wenn es auf einem Kunststoffsubstrat aufgetragen und gebogen wird, ist hoch. Erschwerend kommt hinzu, dass Indium, das Schlüsselelement in ITO, relativ schwer erhältlich und somit eine recht kostenintensive Komponente ist.
Experten haben schon vor einiger Zeit erkannt, dass ein ultradünner Film eines luftstabilen Metalls wie Gold ein guter Ersatz für ITO wäre. Bisher jedoch war niemand in der Lage, einen solchen dünnen Film herzustellen, insbesondere einen, der transparent und dennoch ausreichend stabil ist.
Dr. Ross und Professor Tim Jones von der Fakultät für Chemie in Warwick entdeckten gemeinsam mit Kollegen eine schnelle Methode zur Herstellung eines soliden, ultradünnen Goldfilms auf Glas.
Nach Aussage des Teams könnte diese Methode auf viele weitere Anwendungsbereiche, unter anderem Solarzellen ausgeweitet werden. Die mithilfe dieser Methode generierten Elektroden sind chemisch gut definiert, so das Team.
„Für diese neue Methode zur Herstellung transparenter Elektroden auf Goldbasis gibt es möglicherweise eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere wenn stabile, chemisch klar definierte, ultraglatte Plattformelektroden benötigt werden, z. B. in der organischen Optoelektronik und in den neuen Gebieten der Nanoelektronik und Nanophotonik“, so Dr. Hatton.
Die Forscher haben nicht nur eine unkomplizierte, effektive und praktische Methode des Anbringens von Filmen auf Glas entwickelt, sondern auch erfolgreich die optischen Eigenschaften verbessert, indem sie den Film mithilfe von Styroporkugeln mit kleinen runden Löchern perforierten.
In einer ähnlichen Entwicklung brachte das Warwick-Team auch ultradünne Goldfilme direkt auf Kunststoffsubstrate auf. Ihre Arbeit könnte in der Zukunft zu wirklich flexiblen Solarzellen führen.
Zur Beschreibung: http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201002021
University of Warwick: