PORTFOLIO

In einer Machbarkeitsstudie soll die Entwicklung konjugierter Polymere basierend auf Cyanin-Farbstoffen für die Anwendung in organischen Solarzellen geprüft werden. Mit der erfolgreichen Synthese eines photoaktiven Donor-Polymers für Solarzellen würde eine Alternative zu den bisherigen Materialien (wie z.B. PPV) zur Verfügung stehen.

Strom aus Photovoltaikanlagen zu gewinnen ist angesichts der unsicheren Zukunft der Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle ein hochaktuelles Thema. Auf dem Gebiet der Photovoltaik wird weltweit intensiv geforscht, wobei die Schweiz eine Spitzenposition einnimmt. Im Gegensatz dazu stehen Sparmassnahmen des Bundes und die Ablehnung der Energievorlagen durch das Volk im Herbst 2000. Das Projekt benötigt als Machbarkeitsstudie eine Anschubfinanzierung, um nach Eintreffen der erhofften Ergebnisse grössere und langfristigere nationale oder internationale Projekte zu lancieren. Die Entwicklung konjugierter Polymere basierend auf Cyanin-Farbstoffen für organische Solarzellen ist innovativ und kann wegweisend für die Photovoltaik sein.

Als Ausgangsmaterialien für die Synthese von Trimethinindolcyanin-Bausteinen für Donor-Polymere wurden verschiedene aromatische Diamine verwendet. Dabei konnte das 1,5-Diaminonaphthalin zum entsprechenden Indoloindolium-Derivat umgesetzt und zum Polycyanin polymerisiert werden. Der synthetisierte polymere Farbstoff wurde mittels NMR, UV-Vis, GPC, CV und MALDI-TOF grob charakterisiert. Die Analytik gibt Hinweise, dass dieses Donor-Polymer durchaus eine Alternative zu den bisherigen Materialien darstellen kann. Die Wirkungsweise des Donor-Polymers konnte in einer einfachen Solarzelle gezeigt werden. Nebst der im Projekt integrierten Dissertation von Pablo Walter zusammen mit der Universität Mainz, Prof. R. Zentel, wurde ein Projekt zusammen mit der ETH-Hönggerberg, Prof. A.D. Schlüter, basierend auf den laufenden Arbeiten und mit dem Ziel dendronische Blockcopolymere für die Photovoltaik zu synthetisieren bewilligt. Das Projekt wird mit Empainternen Mitteln finanziert. Zudem ist ein EU-Projekt „Engineering organic photovoltaic low-bandgap materials“ in Vorbereitung. Im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit wurde die Tagung „Photovoltaics of the Future“ mit internationalen Teilnehmern an der Empa organisiert und durchgeführt.

F. Nüesch, oral presentation: “Solar cells based on photographic dyes”, Conference: Photovoltaics of the Future, April 12, 2005, Empa, Dübendorf (Schweiz)

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