Energiespender Sonne

In den kommenden Jahren steht eine Revolution bei der Stromerzeugung ins Haus. Der steigende

Energiehunger der Menschheit führt dazu, dass im Jahre 2050 weltweit durchschnittlich 4,5 bis sechs Milliarden Kilowatt elektrische Leistung erzeugt werden müssen. Das entspricht dem drei- bis vierfachen der heute benötigten Menge. Zum Vergleich: Ein üblicher Wasserkocher hat eine Leistung von circa einem Kilowatt.

Solarenergie ist reichlich präsent, sie muss nur genutzt werden. Hier eine Analge aus modernen Dünnschichtmodulen. © Beck Energy / DOE

Herausforderung Solarenergie

Dieser Energiebedarf soll zudem noch aus sauberen und erneuerbaren Quellen gedeckt werden, da die derzeitige Stromerzeugung auf der Basis fossiler Rohstoffe nicht nachhaltig und mit dem Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase verbunden ist. Die Kernenergie kann dabei höchstens als Übergangstechnologie dienen. Hier kommt unsere Sonne ins Spiel, denn sie schickt kontinuierlich die gewaltige Leistung von etwa 120.000 Milliarden Kilowatt auf die Erde: Damit wird die Nutzung der Sonnenenergie neben dem Thema „Energiesparen“ zu einer der wichtigsten Herausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert.

Kohlenwasserstoffe statt Silizium

Die Fotovoltaik, also die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen, ist aus vielerlei Gründen eine besonders attraktive Form der regenerativen Energieversorgung. Neben den klassischen anorganischen Solarzellen, die man zum Beispiel in Taschenrechnern oder inzwischen auch oft auf Hausdächern sehen kann, wurden in den letzten Jahren verstärkt neuartige Solarzelltechnologien erforscht.

Dazu zählen insbesondere die organischen Solarzellen. Sie unterscheiden sich von ihren anorganischen Schwestern dadurch, dass sie nicht auf dem auch in Computer-Chips verwendeten anorganischen Halbleiter Silizium basieren, sondern auf organischen Halbleitern. Das sind Moleküle, wie sie ähnlich in Plastiktüten oder als Farbstoffe in Autolacken zu finden sind.

Der große Vorteil organischer Solarzellen liegt in ihrer Flexibilität und in dem geringen Materialaufwand. © IAPP TU Dresden

Herstellung einfach und ressourcenschonend

Diese Entwicklung kommt zur richtigen Zeit, um im nächsten Jahrzehnt eine wichtige Rolle bei der Umstellung der Energieversorgung zu spielen. Organische Solarzellen könnten bei den Produktions- und Stromerzeugungskosten deutlich niedriger liegen als andere Solarzelltechnologien. Die Herstellungsverfahren für organische Solarzellen sind vergleichsweise einfach und für große Flächen geeignet, der Material- und Energiebedarf ist sehr gering. So können organische Solarzellen einfach gedruckt werden wie eine Zeitung oder bei Raumtemperatur im Vakuum aufgedampft werden.

Außerdem verfügt man über nützliche Erfahrungen bezüglich der Herstellung aus der etwas weiter entwickelten Technologie zur Herstellung von organischen Leuchtdioden, die zum Teil bereits in Mobiltelefonen verwendet werden. Weiterhin zählt die organische Fotovoltaik zu den wenigen Technologien, bei denen keine Materialengpässe bei der Herstellung und keine Probleme bei der Entsorgung zu erwarten sind: Die Ausgangsstoffe lassen sich leicht aus einfachen Kohlenstoffverbindungen herstellen.