Projektbeschreibung

Polymersolarzellen haben aufgrund der theoretisch geringen Energie und Materialkosten bei der Herstellung ein großes Potential für die Zukunft. Die bestehende Technologie muss jedoch zunächst vom Labormaßstab in einen skalierbaren Prozess übertragen werden.

Das Projekt konzentriert sich auf die verfahrenstechnische Untersuchung von Rolle-zu-Rolle kompatiblen Technologien für Nanopartikel basierten Polymer-Solarzellen. Der Herstellungsprozess kann grob in Substratvorbehandlung, Filmapplikation, Trocknung, Verkapselung und Nachbehandlung gegliedert werden. Im Forschungsschwerpunkt liegen die Filmapplikation und Trocknung.

Lösungsmittelbasierte Prozesse zur Filmapplikation (Rakeln, Schlitzgießen, Gravur- und Siebdruck) werden untersucht und auf die gegebenen Stoffsysteme optimiert. Die Trocknung von dünnen Schichten hat großen Einfluss auf die Morphologie der entstehenden Schicht. Die Eigenschaften der verwendeten Stoffsysteme (Polymer, Fulleren, PDOT:PSS / Lösungsmittel) werden daher grundlegend bestimmt. Zusammen mit einer lokalen Charakterisierung des Stoff- und Wärmeübergang im Trockner lässt sich so der Trocknungsverlauf detailliert beschreiben.

Ziel des Forschungsprojekts ist die Optimierung des Gesamtprozesses und die technische Umsetzung im Pilotmaßstab.

Das Projekt ist als Unterauftragnehmer von Bayer Technology Service Teil des BMBF Projekt NanoPolySol.

Project discription

Polymer solar cells have high potential for the future due to the theoretically low energy and material costs during production. Practically the existing technology has to be transferred into a scalable process, first.

The Project concentrates on investigation of roll-to-roll production of nanoparticle based solar cells from a process engineering point of view. The process can be roughly divided into substrate pre-treatment, application, drying, encapsulation and post-treatment. Research is focused on film application and drying.

Solution based process for film application such as knife coating, slot die, gravure and screen printing will be investigated and optimized for the given material systems. Drying of thin layers has large impact on the morphology of the resulting layer. The properties of the used material systems (Polymer, Fulleren, PDOT:PSS / solvent) will thus be determined. Together with a characterization of local heat and mass transfer within the dryer the drying process can then be described in detail.

The objective of this research project is the optimization of the overall process and the technical realization in pilot scale.

The project is as subcontractor of Bayer Technology Service a part of the BMBF project NanoPolySol.