2019-11-01  –  2022-08-31

183.809,00 EUR

Universität Bayreuth - Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik - Physikalisches Institut - Dynamik und Strukturbildung - Herzig Group, Bayreuth, Bayern

03EE1023B

Dünnschichttechnologien OPV [EB1024]

01188101/1  –  NFA4R2ROPV - Industrielle Rolle-zu-Rolle-Fertigung organischer Photovoltaik

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Das Verbundvorhaben NFA4R2ROPV hat das ehrgeizige Ziel, die Technologie für die großflächige drucktechnische Herstellung hocheffizienter organischer Photovoltaik (OPV) auf Basis von Nicht-Fulleren-Akzeptoren (NFAs) bereitzustellen. Wenngleich NFA-basierte OPV mit einer Effizienz von bis zu 15% in der Literatur demonstriert wurden, muss diesbezüglich festgehalten werden, dass solch hohe Effizienzen im Labormaßstab auf einer sehr kleinen Zellfläche von wenigen Quadratmillimetern realisiert wurden. Zudem wurden bei der Bauteilherstellung giftige oder schädliche, chlorierte Lösemittel eingesetzt. Stand der Technik bei der industriellen Herstellung gedruckter OPVs ist jedoch die Verwendung ungefährlicher und unbedenklicher Lösungsmittel. Das vorliegende Projekt wird sich die jüngsten Fortschritte im Bereich NFA-basierter OPV zu Nutze machen und kleine Moleküle als Donor- und Akzeptormaterialien zur Herstellung der aktiven Schicht einsetzen, um auf diese Weise deren Effizienz und Stabilität entscheidend zu verbessern. 1) Austausch giftiger / chlorierter Lösungsmittel in Geräten im Labormaßstab durch günstige Lösungsmittel für den Druck in großem Maßstab oder hocheffiziente NFA-OPVs. Im Teilprojekt der Universität Bayreuth werden geeignete NFA-basierte Blendsysteme und zugehörige Lösemittelsysteme aus unbedenklichen Lösemitteln (Green Solvents) identifziert, die Morphologie und ggf. Kristallinität untersucht und optimiert. 2) Zusammen mit den Projektpartnern (Universität Groningen und Universität Linköping) werden zum einen photophysikalische Charakterisierungen durchgeführt und Solarzellen auf Labormaßstab optimiert, zum anderen Blend-Lösemittelsysteme zur großtechnischen Beschichtung entwickelt. 3) Industriepartner (OPVIUS GmbH und Epishine AB) werden die Umsetzung von Solarmodulen im Labormaßstab bis hin zum Rolle-zu-Rolle verfahren entwickeln und testen.