Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von cynora GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuen Solarzellenkonzeptes mit hohem Wirkungsgrad unter Minimierung der Herstellungskosten. Dies soll durch die Verwendung kostengünstiger Materialien und der Kombination effizienter Herstellungstechnologien erreicht werden. Die Effizienz der Solarzelle wird maßgeblich durch die Lage der Energieniveaus der organischen Halbleiter, die Ladungsträgermobilität, die Morphologie des Mischsystems aus Donor- und Akzeptorkomponente sowie der Halbleiter-Metallkontakte bestimmt. So soll eine Erhöhung des Wirkungsgrades durch spektrale Anpassung der optischen Absorption der verwendeten Absorbermaterialien an das Sonnenspektrum erreicht werden, die gleichzeitig eine hohe Ladungsträgermobilität aufweisen, um selbst bei dicken Absorberschichten eine möglichst verlustfreie Extraktion der Ladungsträger zu gewährleisten. Darüber hinaus soll durch den gezielten Aufbau von Heterostrukturen mit Hilfe der steuerbaren Selbstorganisation der beteiligten organischen Funktionsmoleküle in der Solarzelle die Morphologie des Zellenaufbaus optimiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Organische Chemie, Lehrstuhl I (Arbeitsgruppe Prof. Dr. Bräse) durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuartiger, hocheffizienter organischer Solarzellen durch den systematischen Aufbau periodischer supramolekularer Donor-Akzeptor Netzwerke. Dieses soll durch ein Konsortium aus Materialwissenschaftlern im Hochschul- (Universität Karlsruhe, Institut für Organische Chemie, AK Bräse und Lichttechnisches Institut, Ak Lemmer) und Industiebereich (cynora GmbH) erreicht werden. Der Industrie-Partner besitzt Katalyse-Know-How, das für die Optimierung der Herstellungsprozesse der lichtabsorbierenden Donormoleküle von zentraler Bedeutung ist. Im Hochschulbereich besitzt der Arbeitskreis Bräse weitreichende Erfahrung auf dem Gebiet verschiedener starrer Grundgerüste auf Fullerenbasis. Das Know-How zur Darstellung sechsfach substituierter Fulleren-Akzeptormoleküle, deren Eigenschaften ganz gezielt manipuliert werden können, ist vorhanden. Ausgehend hiervon ist eine gesteuerte Kristallisation zur Ausbildung organischer Netzwerke aus Donor- und Akzeptormolekülen basierend auf molekularer Selbsterkennung möglich. Der zweite Hochschulpartner, der Arbeitskreis Lemmer, bietet umfangreiches Wissen auf dem Gebiet der visuellen Informationstechnik und Optoelektronik. Dies beinhaltet insbesondere die Expertise zur Technologieentwicklung im Bereich organischer Halbleiterbauelemente im hauseigenen Technologie-Labor, Mikrostrukturierung, Entwicklung opto-elektronischer Systeme und die Simulation der elektrischen Eigenschaften optoelektronischer Bauelemente auf Basis organischer Halbleiter.