urn:nbn:de:hbz:468-20130312-112320-7 - Bergische Universität ...

1. Allgemeine Einleitung 1
Kapitel 1
Allgemeine Einleitung
1.1 Konjugierte Polymere als Materialien für optoelektronische Anwendungen
Das stetig geringer werdende Vorkommen fossiler Energieträger und anderer Grundstoffe des
modernen Lebens, wie beispielsweise von Seltenen Erden, lassen die Suche nach alternativen
Materialkonzepten immer dringlicher werden. Dabei sind Materialien, deren Eigenschaften
sich den jeweiligen Anforderungen anpassen lassen, von Vorteil. Eine vielversprechende
Substanzklasse, z.B. für optoelektronische Anwendungen, sind konjugierte Polymere. Vor
allem bei der Synthese von alternierenden Copolymeren können Eigenschaften wie
Absorption, Emission und Lage der Energieniveaus durch Wahl geeigneter Monomere
verändert und der jeweiligen Anwendung angepasst werden. In den nächsten Abschnitten
wird als Beispiel der Bereich der organischen Photovoltaik genauer betrachtet.
1.2 Organische Solarzellen
Zu den Forschungsbereichen, in denen seit einigen Jahren mit besonderem Nachdruck
geforscht wird, gehören organische Solarzellen. Dabei werden, je nach Konzept, Polymere
oder kleine Moleküle, z.B. Oligomere, verwendet. [1] Der Wirkungsgrad von Siliziumbasierten
Solarzellen liegt mit 25 % bei Silizium-Einkristall-Solarzellen und 10 % bei
Solarzellen aus amorphem Silizium [2] zwar noch höher als der der organischen Vertreter,
dafür sind Material- und Produktionskosten der anorganischen Solarzellen potentiell höher.
Der Vorteil der organischen Solarzellen liegt vor allem in der Verarbeitung. Organische
Solarzellenmaterialien können einfach und kostengünstig prozessiert werden, beispielsweise
über Sublimation oder Drucktechniken, [3] und es können großflächige, flexible, sogar semitransparente
[4] Module realisiert werden. Die Bandbreite der Anwendungsbereiche wird
dadurch stark vergrößert, organische Solarzellen können auch auf gewölbten Dächern und
Carports eingesetzt werden oder im mobilen Bereich zur Stromversorgung dienen, etwa beim