Die Tandemsolarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 5,9%.
In einem gemeinsamen Forschungs und Entwicklungs Projekt mit dem IAPP (Technische Universität Dresden) und der BASF SE hat Heliatek GmbH, Dresden, einen Rekordwert für Solarzellen auf Grundlage von im Vakuum aufgedampften organischen Molekülen erzielt: ein Wirkungsgrad von 5,9 % auf einer aktiven Fläche von 2 cm2 wurde durch das National Renewable Energy Laboratory (NREL) bestätigt. Der höchste zertifizierte Wert für organische Solarzellen mit einer aktiven Fläche grösser als 1 cm² lag bisher bei 5,4% für eine sogenannte Plastik-Solarzelle, also eine Zelle auf der Basis von aus Lösung aufgebrachten Polymerschichten.
Die Tandemsolarzelle erreicht eine Leerlaufspannung von 1,6 V und einen Füllfaktor von 65%. Die Grösse des nun zertifizierten Bauelements entspricht der typischen Zellen-Breite in Dünnschichtsolarzellen mit integrierter Reihenschaltung. Die Ergebnisse stellen daher einen entscheidenden Schritt in Richtung einer zukünftigen Massenproduktion von auf kleinen Molekülen basierenden Solarzellen dar. Die neue Technologie ermöglicht die Produktion von leichten, wenn gefordert auch flexiblen, grossflächigen Solarzellen, die kostengünstig und mit sehr geringem Material- und Energieaufwand hergestellt werden können. Die benötigten Schichtdicken liegen im Bereich von 100 Nanometer und für einen Quadratmeter Solarzellenfläche wird nur ca. ein Gramm organisches Halbleitermaterial benötigt. Für die Produktion können dabei Synergien mit der bereits gut etablierten Technologie für grossflächige Abscheidungen von Displays aus organischen Leuchtdioden (OLED) auf Basis kleiner Moleküle genutzt werden.
Der Rekordwert wurde mit einer Tandemsolarzelle erzielt: Um das Licht verschiedener „Farben“, die im Sonnenlicht enthalten sind, optimal zu nutzen, werden darin zwei verschiedene organische Farbstoffe kombiniert: Um grünes und blaues Licht einzufangen (zu „absorbieren“) kommt ein von Heliatek in Zusammenarbeit mit der Universität Ulm entwickeltes „Oligomer“ zum Einsatz, während rotes Licht von einem durch die BASF neu synthetisiertes Farbstoffpigment absorbiert wird. Oligomere sind kurzkettige Polymere mit wohldefinierter Kettenlänge.