„Organische Elektronik – mehr Licht und Energie aus hauchdünnen Molekülschichten“ – dafür haben Forscher aus Dresden 2011 den Deutschen Zukunftspreis gewonnen. Was sich seitdem getan hat und was "organische Elektronik" überhaupt ist, hat Bloggerin Annemarie bei einem Mitglied des Forschungsteams, Professor Karl Leo, nachgefragt.
21. April 2013 - 14:46 SPIESSER-Redakteurin Annemarie Walter.
Dieser Beitrag entstand
in Zusammenarbeit mit RWE.
Fangen wir einfach mal ganz vorn an: Organische Halbleiter - was ist das und wozu sind sie gut?
Während anorganische Halbleiter zum Beispiel aus Silizium bestehen, sind organische Halbleiter "schlichte" Kohlenwasserstoffverbindungen. Diese farbigen Verbindungen haben den großen Vorteil, dass sie flexibel sind. So können sie für biegsame Displays verwendet oder als Solarzellen flächig aufgetragen werden, auf Folie oder Glas.
Professor Karl Leo forscht seit 1993 an organischen Halbleitern. Und nein, die sind nicht aus Mais.
Aber wozu soll ich denn farbige Solarzellen auf meine Fensterscheibe kleben, wenn sie danach nicht mehr durchsichtig ist?
Die Schichten sind sehr, sehr dünn. Die Farbe sieht man erst, wenn sie dicker sind. Aber es gibt ganz viele Anwendungsgebiete. Etwa für Pflaster, deren Displays punktgenau die Wunde beleuchten können. Oder in die Kleidung eingenähte Solarzellen, an denen man unterwegs Kleingeräte laden kann.
Oha, das wird die Smartphonebesitzer freuen. Und Radfahrer auf Tour bestimmt auch.
Ja, sicher. Außerdem ist das auch zur Beobachtung von Lebensmitteln praktisch. Solche flexiblen Etiketten mit Displays können anzeigen, ob die Kühlkette eingehalten wurde oder ob das Mindesthaltbarkeitsdatum bald erreicht ist. Oder man kann - das wird an der TU Chemnitz gemacht - aus transparenten Folien Lautsprecher herstellen.
Rechnet sich das überhaupt?
Bei den Displays auf jeden Fall, die sind schon regulär in der Produktion. Und auch bei den Solarzellen haben wir große Fortschritte gemacht. Da im wesentlichen Kohlenstoff bei niedrigen Temperaturen verwendet wird, ist die Produktion ökonomischer als bei anorganischen Halbleitern. Und Kohlenstoff gibts genügend, damit ist es auch nachhaltiger. Recycling ist jedenfalls kein Problem.
Wie effizient sind denn die Solarzellen?
Aus 100 Prozent Energie im Sonnenlicht können wir inzwischen zwölf Prozent Elektrische Energie herausholen. Silizium-Solarzellen erreichen 16 bis 20 Prozent. Aber das sind Messungen unter Standard-Laborbedingungen, also 25 Grad Celsius und Sonne. In der Praxis liefern die organischen Halbleiter bei höherer Temperatur und schwächerem Licht die besseren Ergebnisse.
Weniger Licht und mehr Energie - wie geht das denn?
Die organischen Halbleiter können bei schwachem Licht kleinere Ströme besser leiten. Mit zunehmender Temperatur werden außerdem die Elekronen in organischen Halbleitern beweglicher, während in Silizium die Beweglichkeit abnimmt.
Also werden wir bald kein Silicium mehr brauchen?
Nein, die organischen Halbleiter sind eher komplementär zu Silizium. Die Entwicklung von Chips, in denen Silizium hauptsächlich zur Anwendung kommt, steht noch am Anfang. Außerdem sind die Kohlenstoffverbindungen nicht ewig haltbar. Sie sind weniger stabil als klassische Halbleiter. Insbesondere müssen die Bauelemente gut gegen Sauerstoff und Wasserdampf verkapselt werden.
...auch aus ökologischer Sicht sind organische Solarzellen äußerst günstig, da keine zusätzlichen Glas- oder Strukturelemente für die Solarzellenfertigung benötigt werden. Die Herstellung benötigt keine energieaufwändigen Hochtemperaturverfahren und es können bereits existierende Glasflächen der Fenster genutzt werden.
Bio, regional und nachhaltig – so sollten unsere Konsumgüter sein. Dass das nicht nur auf
dem Land geht, sondern auch in der Stadt, zeigen Verbrauchergemeinschaften. Was
dahinter steckt und wie das Ganze funktioniert? SPIESSER hat für euch nachgefragt.
Aus Abfällen Strom gewinnen? Ganz schön ungewöhnlich. René Wurst, 19, und seine Mitschülerin Kira Behm, 19, haben diese Idee Realität werden lassen und mit ihrem selbst entwickelten Zweikammer-Reaktor vor zwei Jahren bei „Jugend forscht“ abgeräumt. SPIESSER-Praktikantin
Urbaner Gartenbau – das ist das Umgraben, Bepflanzen und Abernten auf öffentlichen Flächen in der Stadt. Ziel der Initiatoren ist eine nachhaltige Bewirtschaftung und die Rückbesinnung auf eine Eigenproduktion von pflanzlichen Nahrungsmitteln – und zwar ganz ohne die chemische
In Amerika beginnt man schon mit dem Bau der effizienteren Möglichkeit, umweltfreundlich Strom zu erzeugen. Sie nennt sich Fallwindkraftwerk und funktioniert entgegengesetzt zu unseren herkömmlichen Kraftwerken. Aber wie arbeiten diese „Solar-Wind-Riesen“ überhaupt und wie
Leuchtende und beheizbare Straßen als Energiequelle der Zukunft? Das Tüftlerpaar Scott und Julie Brusaw aus den USA, sieht in unseren Straßen einen geeigneten Platz für die Produktion von grünem Strom. Ob ihre Solarstraßen wirklich unsere Energieproduktion revolutionieren
Wie Recycling funktioniert, das lernen wir oft schon im Kindergarten. Wer daheim keine drei Mülltonnen hat, der gilt ja fast schon als Umweltsünder. Inzwischen kann Müll aber noch mehr: Upcycling nennt sich ein neuer Müll-Trend. Aber was bitte soll das sein? Bloggerin Annemarie hat
Jeder tut doch mal Dinge, die er bereut. Aber wie sieht es eigentlich mit den Chancen aus, bei denen man lieber erst mal die Füße still gehalten hat und genau das später bedauert? SPIESSER-Autorin Tine wollte wissen, welche einmaligen Chancen ihr euch schon so habt durch die Lappen gehen lassen.
Kollektiver Konsum? Als Bloggerin Annemarie diesen Begriff zum ersten Mal gehört hat, fiel ihr nur das Büffet der vergangenen WG-Party ein, auf der sie war. Ist kollektiver Konsum etwa ein anderer Begriff für „gemeinsam essen“? Annemarie hat recherchiert. Was sie rausgekriegt
Regenrative Energien sind ganz klar auf dem Vormarsch. Doch sie erreichen uns im Strommix immer noch in Begleitung von Kohlekraft und Atomenergie. Warum? Ist der Siegeszug von erneuerbaren Energiequellen á la Solar, Wind und Wasser vielleicht nur von kurzer Dauer? SPIESSER-Autorin Tine hat sich
Es passiert so ganz nebenbei. Egal, ob die Brötchentüte aus der Mittagspause oder die Plastikverpackung vom neuen MP3-Player – schnell landet unser Müll auf dem Boden. Das klingt nicht weiter dramatisch. Doch leider verwandelt das allgemeine Müllproblem unsere Schulen schnell
SPIESSER-Autorin Tine hat sich für euch auf den Weg gemacht und sich auf der Straße nach eurem Engagement umgehört. Wo und wie ihr euch freiwillig für das Gute einsetzt? Ihr erfahrt es in unserer Straßenumfrage!
An Bäume ketten und auf Schienen legen – das hilft vielleicht dem guten Gewissen, aber doch nicht wirklich der Umwelt, oder? Die SPIESSER-Autoren Tine und Annika sind sich da nicht wirklich einig. Während die eine meint, dass Demonstrationen sinnlos sind, hält die andere sie
In der kleinen Seestadt Gelendzhik in Russland gibt es ganz in der Nähe eines behaglichen Fichtenwaldes ein Ort der ganz besonderen "Art". Die freischaffende Künstlerin Nina schenkt hier Müll, der lieblos weggeworfen wurde, ein zweites Leben. Aus ihrer Leidenschaft zur Kunst und der Abscheu
Hätte SPIESSER-Autorin Charlotte im Biounterricht nie etwas über Genetik gelernt, hätte sie sich wahrscheinlich nie dafür interessiert. Auf manche Sachen kommt man alleine eben nicht – sie müssen einem erst gezeigt und nahegebracht werden. Charlotte meint, dass „Engagement“
Ozonloch, steigender Meeresspiegel, saurer Regen – In der Klimaforschung wurden in den letzten Jahrzehnten viele Entdeckungen gemacht. Welche genau und was sie für uns und die Umwelt bedeuten, erklärt uns Prof. Klima.
Kunststoff ist böse: Tiere verfangen sich darin oder fressen Kleinteile und verenden elendig. Auf den Meeren bilden sich riesige Plastestrudel in der Größe ganzer Länder und viele Inhaltsstoffe von Kunststoff sind giftig für Pflanzen, Tiere sowie uns Menschen. Genügend
Energieeffiziente Häuser sind nur was für die obere Mittelschicht? Von wegen: Im Münsteraner Allwetterzoo wird keinem geringeren als dem Elefantenbullen mit Erdwärme eingeheizt. Bloggerin Annemarie hat sich mit dem technischen Leiter Dirk Heese über das besondere Dickhäuter-Projekt unterhalten.
Deutschland kann mit seiner Politik, Industrie und Wissenschaft beispielgebend neue Wege beim Klimaschutz und Energiewandel gehen, während ärmeren Ländern die Mittel, die Bildung und andere Voraussetzungen dafür fehlen. Prof. Dr. Christoph Kottmeier ist Leiter des Instituts für
„Fühlst du dich mitverantwortlich für den Klimawandel?“ – Als sie jungen Menschen auf der Straße diese Frage stellte, blickte Bloggerin Tine zunächst in fragende Gesichter. Am Ende erhielt sich immer die gleiche frustrierende Antwort: Keiner fühlt sich mitverantwortlich.
Alle fordern einen Umstieg auf erneuerbare Energien, alle wollen super ökologisch und nachhaltig sein. Und sie haben Glück, denn die Energiewende ist in vollem Gange. Trotzdem regen sich alle auf. Da muss doch was gründlich in die Hose gegangen sein in der Energiepolitik, oder? Die SPIESSER-Autoren
Elektrizität beeinflusst unseren Alltag enorm. Immer rasanter verändern neue Technologien unser Leben. Ob Smartphone, PC oder schlicht die Mikrowelle: Für uns sind das selbstverständliche Geräte, dabei gibt es viele alltägliche Technologien erst seit wenigen Jahren. Im Museum
In Umfragen geben die meisten Menschen an, dass sie nachhaltiges Handeln als wichtig empfinden. In der Realität sind das aber gar nicht mehr viele, die sich tatsächlich einem wirklich nachhaltigen Leben verschrieben haben. Und dann gibt es da noch die Hipster-Ökos.
Gesund und vor allem ökologisch vertretbar ernähren, lieber das Fahrrad satteln als ins Auto steigen und den Urlaub auf Balkonien verbringen. Klingt ziemlich dröge, ist dafür aber verantwortungsbewusst. Sollten wir nicht alle endlich Verantwortung für unsere Umwelt übernehmen
Du bist immer auf Achse und auch in deiner Freizeit super aktiv, um dich fit zu halten? Am liebsten wüsstest du über den ganzen Tag hinweg, ob du dein tägliches Trainsingsziel auch einhälst? Wir verlosten einen stylischen Aktivitätsmonitor, mit dem du deine täglichen Aktivitäten
Trotz mililiardenschwerer Förderung der erneuerbaren Energien produziert Deutschland derzeit so viel Strom aus Braunkohle wie zuletzt vor mehr als 20 Jahren. Eine äußerst denkwürdige Entwicklung, verfolgt man die extreme Luftverschmutzung durch Smog in Peking. Müssen wir jetzt
Im Hamburger Hafen werden vollautomatische Fahrzeuge eingesetzt, die den Hafenbetrieb wie von Geisterhand in Gang halten – und dabei auch noch wirtschaftlich und ökologisch effizient sind. Bloggerin Jelena hat sich die Gefährte für euch mal genauer angesehen.
Menschen, die an Kainophobie leiden, haben Angst vor neuen Situationen und Dingen. Gar nicht so abwegig! Denn gerade vor neuen technischen Errungenschaften warnen Kritiker immer wieder – und verbreiten dadurch Angst und Panik. Zieht die Angst immer mehr in unseren Alltag ein? Blogger Jens
Hitzewellen, Dürren, Gletscherschmelze – wenn man den Nachrichten und Prognosen von Klimaforschern glauben darf, stehen uns keine tollen Zeiten bevor. Die SPIESSER-Praktikantinnen Thuy und Anna wollten wissen, ob ihr euch wegen der Zukunftsaussichten Sorgen macht und haben nachgefragt.
...auch aus ökologischer Sicht sind organische Solarzellen äußerst günstig, da keine zusätzlichen Glas- oder Strukturelemente für die Solarzellenfertigung benötigt werden. Die Herstellung benötigt keine energieaufwändigen Hochtemperaturverfahren und es können bereits existierende Glasflächen der Fenster genutzt werden.