Polymersolarzelle

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Die Mikro-reaktionstechnik soll die Synthese organischer Halbleiter vereinfachen

Polymersolarzellen auf Basis dieser organischen Halbleiter können etwa gegenüber anorganisch basierten Solarzellen-Typen einfacher, preiswerter und deutlich Ressourcen schonender hergestellt werden. Rod/Coil-Copolymere weisen gegenüber Homopolymeren eindeutige Vorteile auf, die auf geordnete molekularen Überstrukturen zurückzuführen sind. Hieraus ergeben sich sowohl Möglichkeiten der gezielten Variation der opto-elektronischen Eigenschaften als auch höhere Wirkungsgrade.

Aktuell befinden sich derartige polymere organische Halbleiter jedoch noch im Forschungsstadium, wo sie unter hohem Aufwand in Synthese und Aufarbeitung im Batch-Verfahren hergestellt werden. Zum einen ist die lebende anionische Polymerisation zum Aufbau derartiger Verbindungen aufgrund ihrer starken Exothermie unter Batch-Bedingungen nur bedingt steuerbar, zum anderen erfolgt der Einbau unterschiedlicher Monomere nur unkontrolliert. Somit werden nach erfolgter Synthese aufwändige Reinigungsschritte notwendig.

Mit Hilfe der Mikroreaktionstechnik soll ein effizienter Syntheseweg gefunden werden, der den Aufbau maßgeschneiderter Rod/Coil-Copolymere nach dem Baukastenprinzip erlaubt. Durch die gezielte Steuerung des Reaktionsverlaufes soll zudem eine sehr enge Molmassenverteilung erreicht werden, so dass sich auch der Aufarbeitungsaufwand verringert.
Im Verlauf des Vorhabens wird eine modulare Versuchsanlage konzipiert und erprobt, die ein schnelles und einfaches Screening verschiedenster Rod/Coil-Kombinationen hinsichtlich ihrer optischen, elektronischen und physikalischen Eigenschaften ermöglichen soll. Sie wird durch das beteiligte KMU hinsichtlich ihrer Einsatzfähigkeit in der Produktentwicklung und bedarfsgerechten Produktion organischer Halbleitermaterialien getestet. Die synthetisierten Polymere werden zudem durch Polymet e.V. hinsichtlich ihrer Photoaktivität untersucht. Die F&E-Arbeiten werden durch eine ökologische Bewertung begleitet, die eine objektive Beurteilung der erzielten Ergebnisse in Hinblick auf die Umweltfreundlichkeit des entwickelten Syntheseweges ermöglicht und einen Vergleich mit alternativen Photovoltaik-Systemen erlaubt.


Projektdurchführung
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Technische Chemie und Umweltchemie (ITUC)
Lessingstraße 12
07743 Jena
Dr. Dana Kralisch
Tel.: 03641/948457, Fax: 03641/948402
E-mail: dana.kralisch@uni-jena.de

Projektpartner
POLYMET e.V.
Technologie- und Innovationspark
Wildenbruchstraße 15
07745 Jena
Prof. Dr. Elisabeth Klemm
Tel.: 03641/548280, Fax: 03641/548288
E-Mail: elisabeth.klemm@uni-jena.de

Jenpolymers Ltd.
Technologie- und Innovationspark
Wildenbruchstraße 15
07745 Jena
Dr. Stephan Sell
Tel.: 03641/548283, Fax: 03641/548289
E-Mail: stephan.sell@jenpolymers.de

AZ 25671-31