Die größte organische Photovoltaik-Anlage Österreichs

Grundsätzlich lässt sich der Begriff aus der Chemie ableiten und beschreibt organische Verbindungen, welche aus Kohlenstoff bestehen. Das heißt, die Solarzellen bestehen aus Kohlenwasserstoffverbindungen mit photoelektrischen Eigenschaften, wie konjugierte Polymere und Kupferphthalocyanin. Für die Herstellung bedeutet dies, dass keine umwelttoxischen Rohstoffe verwendet werden müssen.

Organische PV-Anlagen funktionieren ähnlich wie herkömmliche Solarzellen sie bieten jedoch einige Vorteile betreffend ihres flexiblen Einsatzes und ihres geringen Gewichtes.

Die organischen Materialien werden in Form von dünnen Schichten auf ein Trägermaterial aufgetragen, wodurch sie als Elektronendonor, beziehungsweise Elektronenakzeptor fungieren. Kommen diese Moleküle mit Licht in Verbindung werden die Elektronen in einen angeregten Zustand versetzt (aufgrund der Absorption der Photonen). Diese wandern wiederum an eine Grenzfläche, an der eine Ladungstrennung stattfindet. Durch diese Landungstrennung entsteht ein elektrisches Potential zwischen den Schichten.

Die Grenzflächen führen deshalb zur Stromerzeugung, da hier die Donor- auf die Akzeptorschicht trifft. Schließt man anschließend den Stromkreis mit Hilfe eines Kabels, kann das elektrische Potential abgebaut werden und ein elektrischer Stromfluss wird erzeugt.

Die Erzeugung von Strom aus Solarenergie ist bei organischen Photovoltaik-Modulen um circa ein Drittel weniger effizient als bei den leistungsstärksten Silizium-Modulen. Sie weisen also einen geringeren Wirkungsgrad auf.

Die Basis einer organischen Solarzelle stellt das Substrat dar. Dieses kann flexibel, wie beispielsweise eine Kunststofffolie oder auch starr sein. An den oberen und unteren Enden der Zelle befinden sich die Elektroden. Sie sind transparent, wodurch Licht durch sie hindurchtreten kann. Den zentralen Teil stellt die aktive Schicht dar. Diese besteht aus organischen Materialien, welche Licht absorbieren und in elektrische Energie umwandeln. Zusätzlich können noch Zwischenschichten eingefügt werden, wodurch der Ladungstransport verbessert wird.

Die primären Vorteile der organischen Solarzellen sind die umweltfreundlichere Herstellung und das geringe Eigengewicht, wodurch sie breiter eingesetzt werden können wie beispielsweise an Fassaden oder an Dächern, die statisch kein allzu großes Gewicht tragen können. Außerdem sind organische PV-Module durch ihren Aufbau in Form einer Kunststoffbeschichtung äußerst flexibel in der Anbringung. Diese Beschichtung ist transparent, wodurch sie auch gut in Gebäude integriert werden können, wie beispielsweise an Glasfassaden oder Fenstern. Zusätzlich gibt es einen geringeren Leistungsabfall bei Verschattung als bei herkömmlichen Solarzellen.

Trotz der für sich sprechenden Vorteile weist die organische PV-Alternative gewisse Schwächen auf. Diese liegen im Wirkungsgrad, der derzeit noch bei unter 10 % liegt. Zum Vergleich, Silizium-Solarzellen haben einen Wirkungsgrad von rund 22 %.

Aufgrund dieses geringeren Wirkungsgrades muss, um genügend Leistung zu erhalten, eine größere Fläche verbaut werden. Dies war beispielsweise bei der Anlage in Wien Simmering gut möglich, da eine große Fläche zur Verfügung steht und somit ausreichend Leistung durch die organischen PV-Module erzielt werden kann.