Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung von hoch effizienten rot-grün Absorbern der zweiten Generation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien durchgeführt. Ziel und Innovation dieses Teilvorhabens ist die Synthese, Charakterisierung und Anwendung neuer, technologisch relevanter organischer Halbleiter und Farbstoffe, die stark im rot-grünen Bereich absorbieren und optimal auf die Blau- und Rotabsorber der Heliatek angepasst sind. Damit sollten sich in aus Hochvakuum abgeschiedenen Einzel- und Multischicht-Solarzellen weiter verbesserte Energieeffizienzen mit größer als 8% bzw. größer als 12% erzielen lassen. Diese starken rot-grün Absorber basieren auf dem an der Universität Ulm in langjähriger Zusammenarbeit mit der Heliatek und dem Institut für angewandte Photophysik in Dresden entwickelten Materialkonzept der Akzeptor-substituierten Oligothiophene (ADA-Oligothiophene). Im derzeit noch laufenden BMBF-Verbundvorhaben LOTsE wurden in enger Kooperation mit der Heliatek auf Basis des neuen Strukturkonzepts der S,N-Heteroacene weiter verbesserte ADA-Oligothiophene der zweiten Generation entwickelt, die sich sofort als technologisch relevant herausgestellt haben. In diesem Teilvorhaben sollen nun die S,N-Heteroacene durch systematische strukturelle Änderungen weiter vor allem für die Verwendung in Tripelzellen optimiert und der technologischen Anwendung noch näher gebracht werden. Ziel innerhalb dieses Arbeitspaketes ist es nun, die neue Leitstruktur der S,N-Heteroacene systematisch so zu verändern und fein abzustimmen, dass die in diesem Arbeitspaket geplanten Serien neuer Derivate zu produktrelevanten Fortschritten bezüglich des Wirkungsgrads und der Langzeitstabilität von Einzel- und Mehrfachzellen beitragen und gleichzeitig unzersetzt, rückstandsfrei und bei möglichst niedrigen Temperaturen sublimieren und vakuumprozessierbar sind. Dies sind sehr hohe Anforderungen an die organischen Halbleiter, und wir wollen deshalb sehr systematisch und in kleinen Schritten die Strukturen ändern und sie jeweils in ca. 200 mg-Mengen Heliatek zur Testung zur Verfügung stellen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Transparentes OPV-Foliensystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heliatek GmbH durchgeführt. Das Ziel des Projekt ist es, an einer beispielhaften Anwendung die Einsetzbarkeit und Marktfähigkeit der OPV-Technologie im Bereich von Gebäudefassaden nachzuweisen. Das über drei Jahre angelegte TOP-Projekt adressiert damit das zentrale Thema der Energieversorgung in Deutschland und Europa. Für das hier im Projekt geplante erste Anwendungssystem wird eine Transmission von 15-30 Prozent bei einer Effizienz von 8-10 Prozen angestrebt. Die Universität Ulm und Heliatek erforschen die benötigten Absorbermaterialien und CreaPhys reinigt und analysiert diese. Das Fraunhofer Institut FEP erforscht zusammen mit Heliatek die Herstellungsprozesse für das transparente Topkontaktsystem und die Vorverkapselung. Anschließend führt Heliatek die Entwicklungsstränge zusammen und stellt transparente OPV-Folien her. Diese werden dann von AGC in das Glas-System integriert und an die LindnerGroup weitergegeben. Diese integriert das Glas-System anschließend in einen Fassadendemonstrator. Das Fraunhofer Institut ISE bestimmt und analysiert die Langzeitstabilität der produzierten Folien- und Glas-Systeme.
Das Projekt "Teilvorhaben: Materialreinigung und -kontrolle innerhalb der Kleinstserienproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CreaPhys GmbH durchgeführt. Die Herausforderung dieses Teilvorhabens ist zum Einen die Aufreinigung der für die Kleinstserienproduktion benötigten Mengen an hochreinen organischen Materialien und zum Anderen der Aufbau einer Kontrolle der Reinheit und des vollständigen Materialverhaltens entlang der Prozesskette. Ziel ist es u. a. Ansatzpunkte für ein späteres Qualitätsmanagement zu finden sowie bei kritischem Materialverhalten Lösungswege für eine modifizierte Prozessgestaltung zu erarbeiten, damit eine wirtschaftliche Produktion ermöglicht wird. Zu Beginn des Projektes sollen Mustermaterialien in der Kleinanlage sublimiert und komplette Analyse der Prozessschritte durchgeführt werden, welche das entsprechende Material durchläuft. Weiterhin soll die Substanz verwendet werden um neue Analysemethoden auf deren Anwendbarkeit zu testen. Um später interne Reinheitsanalysen über Bauelementstrukturen durchführen zu können, soll im Rahmen des Projektes parallel dazu die Erweiterung einer bestehenden Präparationsanlage erfolgen. Nach Erhalt der ersten Charge neuer Absorbermaterialien wird zunächst eine HPLC-Analysemethode entwickelt um diese zu analysieren. Parallel dazu soll die Anwendbarkeit weiterer Analysemethoden geprüft und daraus bei Eignung zumindest eine weitere entwickelt werden. Mit den ersten Mengen an neuen Absorbern soll das Verhalten während des Sublimationsprozesses in der Kleinanlage überprüft werden. Daraufhin erfolgt eine erste Optimierung der Sublimationsparameter im Rahmen weiterer Reinigungs- und Analyseschritte. Die jeweils erhaltenen sublimierten Materialien werden anschließend für die Analyse von Prozessschritten verwendet. Darüber hinaus erfolgt die Bestimmung der Korrelation zwischen Reinheit der Materialien und den Leistungsdaten des letztlich hergestellten Bauteils. Dies soll über die Analyse mit dem bis dahin aufgebauten APAC-System erfolgen. Sobald größere Chargen der neuen Absorbermaterialien verfügbar sind, soll die Aufskalierung des Reinigungsprozesses erfolgen.