När Carl Leo tittar ut på raderna av hus är det första han tänker på potentialen. "Man måste ha solel på nästan alla tak", sa han. Men fysikprofessorn vid Technische Universitat Dresden vet också hur svårt det är.
Taket har en kurva eller vinkel, och fönstren kan inte skymmas. "Det gör mycket värdefullt utrymme oanvändbart", förklarar Leo, en av de ledande forskarna inom solcellsteknik.
Reglerna för installation av solenergiutrustning i nya byggnader i alla tyska delstater skärps nu i olika grad på grund av landets plan att gå över till grön el till 2035. Tysklands "lag för förnybar energi" föreskriver att Tysklands kumulativa installerade solcellskapacitet år 2030 ska nå 215 gigawatt. Därför, enligt den strategiska planen för det federala ekonomiministeriet, måste ny solcellskapacitet tredubblas från hela 7 gigawatt 2022 till 22 gigawatt per år.
För att uppnå dessa mål krävs mer utrymme. Forskare har utvecklat en ny typ av solpaneler som lovar att lösa detta problem: organiska solceller. Tunna, böjbara organiska solceller är inte gjorda av kisel utan av kolväten. Möjligheterna är oändliga.
De statiska egenskaperna hos böjda tak, karosser och flygplansvingar är ännu inte lämpliga för installation av traditionella kiselkomponenter. De nya flexibla solcellerna kan inte bara användas på dessa platser, utan kan även installeras på glasgardinväggar och fönster, eftersom de bara absorberar en del av det synliga ljuset.
Den låga konverteringsgraden är huvudorsaken till att organiska solceller med många fördelar inte har använts i stor utsträckning. Konventionella kiselmoduler kan omvandla 20 % av solenergin till elektricitet, medan organiska solceller har en omvandlingsgrad på endast 9 %.
Regionen kan producera solceller till en lägre kostnad och har även stora mängder sällsynta jordartsmetaller som behövs för att producera traditionella solceller. Organiska solceller kräver inte sådana råvaror. Detta nya sätt att få energi förväntas föra tillbaka en del av solenergiindustrin till Tyskland.
"För att kunna konkurrera har vi antingen lägre produktionskostnader eller så har vi patent och teknologi", säger Leow. Organiska batterier kan vara svaret. "Vi har kunskapen och de praktiska grundläggande patenten inom material, komponenter och tillverkningsteknik", tillade han.
Leau efterlyste mer forskningsmedel för att påskynda Tysklands utveckling på området. "Vi skulle kunna göra mycket mer om forskningsprojekt fick bättre stöd", säger han.
Leo har arbetat med organiska solceller vid Dresdens tekniska universitet sedan 1990-talet. Utöver honom bedriver också ett 30-tal företag och dussintals forskningsinstitutioner från hela världen relevant forskning. 2006 grundade fysikern Heliatek tillsammans med fem andra forskare från Dresdens tekniska universitet och universitetet i Ulm. Företaget har massproducerat organiska solceller sedan 2019 och är världsledande inom detta område.
Företaget räknar Tysklands E.ON Energy-grupp till sina kunder, samt den sydkoreanska teknikjätten Samsung och företag från Frankrike, Spanien, Storbritannien, Singapore och Japan. Guido Van Tatvek, chef för Helia Technologies, säger att efterfrågan växer särskilt kraftigt från Sydostasien.
