Organische Photovoltaik (OPV)-Module mit geometrischen Füllfaktoren von mehr als 98 % lassen sich durch die Verwendung von Femtosekunden-Lasern herstellen.
Mithilfe ultraschneller Laserquellen (Femtosekunden-Lasern) werden die Funktionsschichten der Organische Photovoltaik (OPV)-Module ablatiert, um die serielle monolithische Verbindung zwischen zwei benachbarten Solarzellen zu realisieren. Femtosekunden-Laser bieten dem Anwender zwar eine hervorragende Qualität und ein breites Prozessfenster, sind aber in Anschaffung und Unterhalt so teuer, dass der Kostenvorteil der gedruckten OPV dadurch teilweise verloren geht.
rechts: jV-Charakteristik in direktem Vergleich zum mittels etablierten ultraschnellen Laser-Strukturierungsprozesses strukturierten OPV-Modul (Quelle: ZAE Bayern e.V.)
rechts: jV-Charakteristik in direktem Vergleich zum mittels etablierten ultraschnellen Laser-Strukturierungsprozesses strukturierten OPV-Modul (Quelle: ZAE Bayern e.V.)
Das Ziel des Projekts OrganoLas war es daher, kostengünstigere Laserquellen für die Verschaltung von OPV-Modulen zu entwickeln und in Rolle-zu-Rolle (R2R)-Produktionsanlagen zu implementieren.
Dazu wurde ein Subnanosekunden-Laser endwickelt und für die Etablierung der Laserablation dünner Schichten an das Laserzentrum der Hochschule München (LHM) übergegeben. Das LHM und das ZAE Bayern entwickelten anschließend industriekompatible Prozesse zur Herstellung funktionstüchtiger OPV-Module. Die auf der Basis des Lasers konstruierte R2R-Laserstrukturierungsanlage wurde vom ZAE Bayern unter Produktionsbedingungen getestet.
Anhand von Test-Modulen, die mit dieser Anlage gefertigt wurden, konnte das Konsortium zeigen, dass der im Projekt entwickelte Subnanosekunden-Laser für die industrielle Fertigung organischer PV-Module hervorragend geeignet ist.
