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Ausflug zum Energie Campus - Gedruckte Photovoltaik-Folien

In unserem W-Seminar im Leitfach Physik beschäftigen wir uns mit dem Rahmenthema „Erzeugung und Speicherung elektrischer Energie in Zeiten des Klimawandels“. Die angestrebte „Energiewende“ wird immer dringender. Deshalb ist es interessant zu wissen, welche technischen Möglichkeiten uns dafür zur Verfügung stehen und an welchen Verbesserungen geforscht wird.
Einen Einblick in die Forschung an gedruckten organischen Solarmodulen bekamen wir bei einem Ausflug auf den Energie Campus Nürnberg. Dort befindet sich das Zentrum für angewandte Energieforschung, das neue Technologien für ein ganzheitliches Energiesystem entwickelt und an neuen Lösungen für effizientere Energiegewinnung forscht.
Die Führung bestand aus zwei Abschnitten.
Zuerst wurde uns die Theorie erläutert, danach durften wir das Labor besuchen, in dem die Photovoltaik gedruckt wird.
Für den Vortrag wurden wir uns in einen Konferenzsaal geführt. Dort erklärte uns Dr. Egelhaaf, der Leiter des Forschungslabors, die physikalischen Vorgänge bei der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie. Bei der gedruckten Photovoltaik mit organischen Halbleiterverbindungen sind die unterschiedlichen Halbleiterverbindungen anders als bei der normalen Photozelle nicht parallel zueinander angeordnet, sondern durchdringen sich gegenseitig. Dadurch entstehen größere Grenzflächen und es können sehr dünne und somit flexible organische Solarzellen hergestellt werden. Diese ähneln festen Plastikfolien und können auch bunt mit Bildern bedruckt sein. Sie lassen sich auf vielen Flächen anbringen und können somit Bestandteil einer dezentralen Energieversorgung sein. Auf Bildern konnten wir bereits in Gebäude- und Fenster integrierte gedruckten Photovoltaik-Module bestaunen.
Die zweite Etappe war eine Führung durch das Labor bzw. durch das Technikum. Um keine Staubpartikel zu hinterlassen, die sich als leitende Verbindung auf die produzierten Solarmodule setzen könnten mussten wir uns erst einmal Schutzkleidung anziehen.
Uns wurden die Anforderungen an die eingesetzten Materialien und die unterschiedlichen Drucker mit ihren jeweiligen Techniken erläutert und gezeigt. Zum Beispiel wurde uns die Technik der R2R Multikopfanlage erklärt. Dabei handelt es sich um einen riesigen Drucker welcher mit hoher Genauigkeit Solarzellen herstellt. Dieser ist seitlich verglast, sodass wir die Möglichkeit hatten, den Herstellungsprozess mitverfolgen zu können. Ein sehr genauer Laser sorgt für die Strukturierung der Modulplanen, so dass diese in einem Arbeitsgang gefertigt werden können. Zum Schluss müssen diese noch beschichtet werden, damit sie unempfindlich gegen Staub werden.
Der Ausflug vermittelte uns einen interessanten Einblick in die momentanen technischen Grenzen und Forschungsziele bei der gedruckten Photovoltaik.

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