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Perowskit soll die Sonne ins Haus bringen

Bereits 2018 präsentierten das Fraunhofer-Institut FEP aus Dresden und die finnische Firma VTT auf einer Messe ein elektronisches Armband - damals aber aus organischen Leuchtdioden. Das Perocube-Konsortium will nun biegsame Armbänder aus Perowskit-Elektronik entwicklen. Foto: VTT und Fraunhofer FEP

Bereits 2018 präsentierten das Fraunhofer-Institut FEP aus Dresden und die finnische Firma VTT auf einer Messe ein elektronisches Armband – damals aber aus organischen Leuchtdioden. Das Perocube-Konsortium will nun biegsame Armbänder aus Perowskit-Elektronik entwicklen. Foto: VTT und Fraunhofer FEP

Fraunhofer Dresden arbeitet mit europäischen Partnern an einer neuen Generation von Naturlichtleuchten und Energiesammlern

Dresden, 12. Mai 2020. Schon lange möchten Innenarchitekten Wohnungen mit naturnah leuchtenden Wänden ausstatten, in denen sich Menschen fühlen wie in einem paradiesischen Garten. Und manch Ingenieur träumt davon, Smartphones zu autarken Energiesammlern zu machen und sie dadurch gänzlich von der Ladestation zu entwöhnen. Lange dachte man in Sachsen, dass organische Leuchtdioden und Solarzellen der Schlüssel dafür sind. Die sogenannten „Perowskite“ könnten aber noch preiswertere und besonders leistungsstarke Lösungen ermöglichen. Ein europäisches Konsortium „PeroCUBE“, an dem auch Dresdner Fraunhofer-Wissenschaftler beteiligt sind, will aus diesen organisch-metallischen Materalien nun Prototypen von neuartiger Konsumelektronik konstruieren.

Prototypen von digitalen Armbändern sollen bis Herbst 2023 vorliegen

Binnen dreieinhalb Jahren möchten die Projektpartner unter anderem biegsame Armbänder und andere mobile Geräte entwickeln, die aus Umgebungs-Licht Strom erzeugen und so ihre Batterien nachladen, aber auch leuchten können. Im Fokus stehen preiswerte und hocheffiziente Solarfolien für eine autarke Energieernte („Energy Harvesting“) mobiler Elektronikgeräte sowie Leuchtpaneele, die Licht aussenden, das von Menschen eher wie Sonnenstrahlen denn als Kunstlicht empfunden wird. Außerdem arbeiten die Wissenschaftler an einem darauf basierenden Licht-Datenfunk, auch „Visuelle Lichtkommunikation“ (VLC) oder „Light Fidelity“ (Li-Fi) genannt.  Nicht zuletzt wollen sie Wege finden, all diese neuen Perowskit-Bauelemente ähnlich wie in einer Zeitungs-Druckerei schnell, billig und in großen Mengen im Rollenverfahren herzustellen.

Schub für europäische Industrie erhofft

„Perowskite gelten als eine Zukunftstechnologie“, betonen die beteiligten Forscher vom Dresdner Fraunhofer-Institut für organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP). Sie haben demnach „das Potenzial, den Photovoltaiksektor und auch den Beleuchtungssektor zu revolutionieren. Solche Bauelemente werden der europäischen Industrie helfen, ihre industrielle Führungsposition im Bereich Beleuchtung zu behaupten.“

Die spezielle Rolle-zu-Rolle-Maschine auf FEP in Dresden, in der die flexiblen Sensoren hergestellt werden. Foto: FEP Dresden

Die spezielle Rolle-zu-Rolle-Maschine auf FEP in Dresden, in der die flexiblen Sensoren hergestellt werden. Foto: FEP Dresden

Dresdner bringen Expertise in OLED-Verkapselung ein

Die EU fördert das Projekt „Pero-Cube“ mit 5,6 Millionen Euro. Beteiligt sind 14 europäische Partner aus Industrie und Forschung. Die Führung hat das „Centrum der Schweiz für Elektronik und Mikrotechnik“ (CSEM) in Neuchatel übernommen. Die Dresdner bekommen eine halbe Million Euro und bringen ihre Erfahrungen mit organischen Leuchtdioden (OLEDs) ein: „Die Perowskit-Technologie durchläuft eine ebenso rasante und faszinierende Entwicklung wie die Oled-Technologie“, schätzte Dr. Christian May, der am FEP Dresden für die flexible organische Elektronik zuständig ist.. Daher möchten wir unser umfangreiches Know-how bei der Charakterisierung und Verkapselung großflächiger und flexibler OLED einbringen und eine sinnvolle Kombination dieser Technologien erreichen.“

Dahinter steckt auch ein Kernproblem dieser Materialklasse: Perowskit-Solarzellen zum Beispiel kosten in der Herstellung zwar nur ein Drittel soviel wie klassischen siliziumbasierte Sonnenenergiesammler. Aber sie altern noch viel zu schnell, weil sie sehr empfindlich gegen Umwelteinflüsse sind. Eine saubere Verkapselung soll dieses Problem deutlich entspannen.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: FEP, EU-Kommission