Polymer‐Fulleren‐Solarzellen

Abstract

Nichtfossile Energien wie die Sonnenenergie stehen zunehmend im Mittelpunkt unterschiedlichster Forschungsfelder. Vielversprechende Perspektiven für die Entwicklung preiswerter und leichter Photovoltaikeinheiten bieten organische Polymere, die eine einfache Fertigung der aktiven Schichten durch Verfahren in Lösung ermöglichen. Die Funktion derartiger excitonischer Solarzellen beruht auf dem photoinduzierten Elektronentransfer von einem Donor zu einem Akzeptor. Ein mittlerweile sehr verbreitetes Akzeptormaterial sind Fullerene, die sich durch eine hohe Elektronenaffinität und einen effizienten Ladungstransport auszeichnen. Am effektivsten sind solche Solarzellen als bikontinuierliches Polymer‐Fulleren‐Komposit, auch als Heteroübergang bezeichnet. Die zurzeit besten derartigen Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 5 %; um anwendungs‐ und markttaugliche Systeme zu erhalten, muss jedoch erst das komplexe Wechselspiel zwischen der Morphologie der aktiven Schicht und ihren elektronischen Eigenschaften deutlich besser verstanden werden.