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Mit insgesamt 1,25 Millionen Euro fördert der Bund
zwei Wuppertaler Projekte zur Organischen Elektronik

Organische Leuchtdioden (OLEDs) haben den Markt für Displays in Mobiltelefonen und Tablet-PCs längst erobert und sind auf dem besten Weg, als Schlüsseltechnologie für brillante Fernseher mit herausragendem Kontrast in die Wohnzimmer der Verbraucher einzuziehen. Die Organische Elektronik ist jedoch ein noch junges Forschungsfeld und um ihr Potential voll auszuschöpfen, muss am detaillierten Verständnis der grundlegenden Fragestellungen weiter geforscht werden. Dazu hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) jetzt den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Ullrich Scherf (Makromolekulare Chemie) und Prof. Dr. Thomas Riedl (Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente) im Rahmen zweier Verbundprojekte insgesamt rund 1,25 Millionen Euro bewilligt. Beide Gruppen arbeiten am Institut für Polymertechnologie der Bergischen Universität Wuppertal.

Prof. Ullrich Scherf (links) und
Prof. Thomas Riedl.

Ziel des ersten Verbundprojekts mit dem Titel InterPhase („Designprinzipien in der organischen Elektronik: Heterogenitäten im Volumen und an Phasengrenzen“) ist es, ausgehend von wohldefinierten Grenzflächen, zunehmend komplexere Strukturen zu verstehen und Wege zur kontrollierten Modifikation und Optimierung ihrer elektronischen Eigenschaften zu entwickeln.

Forscher der Bergischen Universität untersuchen dabei sogenannte konjugierte Polyelektrolyte, mit deren Hilfe z.B. der Ladungsträgertransport aus organischen Solarzellen heraus verbessert werden kann. Man erwartet dadurch eine signifikante Steigerung ihres Wirkungsgrades und ihrer Lebensdauer. Im Rahmen des Projektes werden in der Arbeitsgruppe von Prof. Scherf neue Polyelektrolyte synthetisiert und in der Arbeitsgruppe von Prof. Riedl die grundlegende Funktionsweise dieser neuen Materialien in Bauelementen analysiert.

Insgesamt wird der Verbund InterPhase mit 8 Mio. Euro über drei Jahre gefördert. Das Projektkonsortium vereint das Know-how von insgesamt neun Partnern. Neben der Bergischen Universität Wuppertal sind das die Universitäten Augsburg, Heidelberg und Stuttgart, die Technischen Universitäten Braunschweig und Darmstadt sowie das Karlsruher Institut für Technologie, das Max-Planck-Institut für Polymerforschung und das Paul-Drude-Institut Berlin.

Das zweite, industriegeführte Verbundprojekt mit dem Titel EPOS („Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV“) hat das Ziel, einen signifikanten Fortschritt hinsichtlich Effizienz, Transparenz und Langzeitstabilität flexibler organischer Solarmodule zu erreichen.

Die Forschungsarbeiten in der Arbeitsgruppe von Prof. Scherf zielen dabei auf die Entwicklung, Herstellung und Auswahl geeigneter, hocheffizienter photo-aktiver Materialien für semi-transparente organische Solarzellen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Synthese von neuartigen Polymeren mit innovativen Verfahren, wie zum Beispiel der sogenannten Direktarylierung. „Dieser Ansatz erlaubt zukünftig eine kostengünstige und vergleichsweise umweltfreundliche Synthese hocheffizienter Materialien in großem Maßstab“, erklärt Prof. Scherf.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Riedl entwickelt im Rahmen von EPOS neuartige Elektrodenkonzepte für semi-transparente organische Solarzellen, um deren Effizienz und Lebensdauer zu steigern. „Wenn man zudem noch bedenkt, dass heute die Herstellungskosten organischer Solarzellen zu einem überwiegenden Teil durch die transparenten Elektroden bestimmt werden, besteht hier echter Forschungsbedarf“, so Prof. Riedl.

Schließlich sollen die entwickelten Materialien, Konzepte und Prozesse bei der Fertigung von neuartigen Textilien und Architekturanwendungen mit integrierter organischer Photovoltaik genutzt werden. „Die Vision ist eine autarke Energieversorgung, die sowohl für Kleinanwendungen wie Handys oder Beleuchtung als auch für größere Anwendungen, z.B. E-Bikes, genutzt werden kann und sich ohne großen Aufwand integrieren lässt“, erklärt Prof. Riedl.

Weitere Partner in EPOS sind neben der Bergischen Universität: 3D-Micromac AG (Chemnitz, Konsortialführer), EXAKT GmbH (Norderstedt), FMP GmbH (Erlangen), Fraunhofer IAP (Potsdam), KSG Leiterplatten GmbH (Gornsdorf), LayTec in-line GmbH (Berlin), PUMA SE (Herzogenaurach), Sächsische Walzengravur GmbH (Frankenberg), TU Braunschweig und TU Chemnitz.

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Riedl
Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente
E-Mail t.riedl{at}uni-wuppertal.de

Prof. Dr. Ullrich Scherf
Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften
Makromolekulare Chemie
E-Mail scherf{at}uni-wuppertal.de