Kohlenstoff-Nanoröhren sollen Solarzellen effizienter machen

München – Ein von einem spanischen Institut koordiniertes internationales Forscher-Konsortium arbeitet seit November 2012 daran, die Leistungsfähigkeit von Solarzellen mithilfe von Kohlenstoffnanoröhren weiter zu verbessern. Die Europäische Kommission fördert das Verbundprojekt namens Pocaontas ("Polymer-Carbon Nanotubes Active Systems for Photovoltaics") mit rund 3,45 Mio. Euro für eine Laufzeit von vier Jahren.

Hohlzylinder aus Kohlenstoff-Atomen

Polymer-Photovoltaik-Zellen, die nach Angaben Bayerischen Forschungsallianz besonders ressourcenschonend in der Herstellung und im Recycling sind, sind leicht und flexibel und daher vielfältig einsetzbar. Eine Möglichkeit, den Wirkungsgrad dieser Zellen von derzeit etwa zehn Prozent zu steigern, könnte in der Verbindung von Polymeren mit filigranen Hohlzylindern aus Kohlenstoff-Atomen, sogenannten Kohlenstoffnanoröhren (engl. carbon nanotubes, CNT), liegen. Pocaontas soll in den kommenden vier Jahren polymer-basierte Kohlenstoffmaterialien erforschen und ihr Potenzial für den Einsatz in Solarzellen bestimmen. Kohlenstoffnanoröhren haben drei entscheidende Eigenschaften, die zur Optimierung von Photovoltaikzellen beitragen können: Sie besitzen eine gute photochemische Stabilität und können damit möglicherweise einen langjährigen Gebrauch der Zellen sicherstellen. Zweitens absorbieren sie, anders als viele Polymere, nicht nur im sichtbaren, sondern auch im infraroten Spektralbereich des Sonnenlichts. Darüber hinaus weisen ihre Elektronen eine außergewöhnlich hohe Beweglichkeit auf, was den Hybrid-Zellen ebenfalls zugutekäme.

Rege Beteiligung aus Bayern

Drei der zehn Projektpartner kommen aus Bayern: Prof. Dr. Tobias Hertel (Chemie) und Prof. Dr. Vladimir Dyakonov (Physik) von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg sowie Prof. Dr. Achim Hartschuh (Chemie) von der Ludwig-Maximilians-Universität München gehören dem Konsortium an. Hinzu kommen eine Reihe assoziierter Partner, darunter mit Future Carbon, Belectric OPV GmbH (vormals Konarka Technologies GmbH) und der Bayerischen Forschungsallianz drei weitere bayerische Akteure. Die Koordination von Pocaontas übernimmt das spanische Forschungsinstitut IMDEA (Instituto Madrileño de Estudios Avanzados). Pocaontas wird über ein sogenanntes "Initial Training Network" (ITN) im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU gefördert. Neben der Forschung hat das Projekt die umfassende Ausbildung von Doktoranden und Post-Doktoranden in der Wissenschaft und im industriellen Bereich im Fokus.