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HANNOVER MESSE 2020, 20. - 24. April

Aussteller-Pressemitteilungen

Christian-Albrechts-Universität

800.000 Euro für die Forschung zu semitransparenten Solarzellen und flexiblen OLEDs

Aus organischen Materialien hergestellte Bauelemente, wie zum Beispiel Solarzellen oder Leuchtdioden (OLEDs), sind mechanisch flexibel, leicht, semitransparent und kostengünstig. Denkbar sind damit Solarzellen, so dünn und biegsam, dass sie sich in Gebäudefassaden oder Fensterglas großflächig integrieren lassen. Weitere mögliche Anwendungsfelder sind Beleuchtungselemente, Displaytechnologien oder die medizinische Diagnostik. Im gemeinsamen Forschungsprojekt RollFlex treiben die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), die Syddanks Universitet (SDU), der dänische Anlagenhersteller Stensborg A/S und die Kieler Phi-Stone AG die Entwicklung dieser Bauelemente seit drei Jahren weiter voran, gemeinsam mit einem wachsenden Netzwerk aus weiteren industriellen, regionalen und internationalen Partnern. So hat die Europäische Union ihre Förderung des Projekts jetzt bis 2020 um noch einmal 800.000 Euro verlängert. Aktuelle Erkenntnisse zu Herstellung und Funktion dieser organischen Bauelemente stellen die Hochschul- und Firmenpartner vom 1. bis 5. April am CAU-Stand auf der Hannover Messe vor. Ziel des Projektes ist es, organische Materialien und Bauteile großflächig auf dünne Substrate wie flexibles Glas oder Plastikfilme zu drucken. Im dänischen Sonderburg ist mit dem RollFlex-Innovationsprojektcenter ein Labor zur Weiterentwicklung von Rolle-zu-Rolle-Druckanlagen entstanden. „Das RollFlex-Projekt bündelt Kompetenzen im Rolle-zu-Rolle-Druck und zur Optimierung von organischen Bauteilen. Mit der Verbindung langjähriger Erfahrungen aus Wissenschaft und Industrie wollen wir in den nächsten Jahren die organischen Bauteile für den Markt weiterentwickeln“, so Martina Gerken, Professorin am Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik und Projektleiterin an der CAU. Kieler entwickeln top-emitting OLEDs Zunächst untersuchte das Kieler Forschungsteam dafür eine neue OLED-Struktur, basierend auf dem Polymer "Super Yellow", im Labormaßstab: Im Kieler Nanolabor wurden flexible und invertierte top-emitting OLEDs hergestellt, um dieselbe Effizienz wie invertierte bottom-emitting OLEDs zu erreichen (8 cd/A). Top-emitting OLEDs bieten dabei einige Vorteile. Beispielsweise werden sie frei von Indiumzinnoxid (ITO) hergestellt, was die Prozesskosten senkt und eine Rolle-zu-Rolle Herstellung ermöglicht. Die in Kiel untersuchte Struktur wurde im Anschluss an der SDU in Sonderburg mittels Schlitzdüsenbeschichtung (slot-die coating) hochskaliert. Die Effizienz der so hergestellten OLEDs ist zwar geringer (2 cd/A), jedoch sind sie die ersten top-emitting OLEDs, welche 3000 cd/m² erreichen und im slot-die coating Prozess hergestellt sind. Zusammen mit ihrem Team will Gerken in dem Projekt außerdem die Lichtauskopplung von OLEDs durch die gezielte Nano- und Mikrostrukturierung ihrer Oberfläche in Wellenlänge und Auskoppelwinkel maßschneidern. Dabei kooperieren sie mit der Kieler Firma Phi-Stone AG, die unter anderem Folien mit speziellen Mikropartikeln entwickelt. Damit sollen organische Leuchtelemente vor Feuchtigkeit geschützt und die die Streuwirkung erhöht werden. Semitransparente und flexible Solarmodule aus dem Drucker Im dänischen Rolle-zu-Rolle-Drucklabor wurden mit Hilfe des sogenannten Schlitzdüsendrucks flexible organische Solarzellenmodule entwickelt. Die semitransparenten Demonstratoren basieren auf organischer Photovoltaik mit nicht-Fulleren-Akzeptoren und können so an der Luft mit umweltfreundlichen Materialien gedruckt werden. Die Module sind frei von spröden und teuren Indiumzinnoxid Materialien, die normalerweise für transparente Elektroden verwendet werden. Während nicht-transparente Solarzellen eine Effizienz von 5 Prozent erreichen, kommen semitransparente zurzeit auf 3 Prozent. „Wir freuen uns sehr, dass Interreg die Fortschritte im RollFlex-Projekt weiter fördert. Nicht nur konnten wir neue Forschungsergebnisse zur Rolle-zu-Rolle-Herstellung organischer Bauteile liefern, sondern auch neue industrielle Kooperationen etablieren“, so Associate Professor Morten Madsen, Leiter der Gruppe „Organic Photovoltaics“ an der SDU NanoSYD in Sønderborg und Leiter des RollFlex-Projekts. Inspiriert durch das RollFlex-Projekts hat der dänische Netzwerkpartner Stensborg ein kompaktes Druckwerkzeug für die Nano-Lithographie im Labormaßstab zur Marktreife gebracht. Damit können nanofunktionale Strukturen wie Hologramme für Lab-on-a-Chip-Anwendungen oder lichtbeugende optische Elemente gedruckt oder lichthärtende Kunststoffe analysiert werden. Weitere Informationen unter: www.rollflex.eu www.sebrochure.dk/Roll-Flex/WebView Über das Projekt RollFlex: Das Innovationsprojektcenter RollFlex wird seit 2016 durch das EU-Förderprogramm Interreg Deutschland-Danmark mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert. 2019 wurde die Förderung um noch einmal 18 Monate und 800.000 Euro verlängert. Beteiligte Partnerinstitutionen sind neben der SDU, die CAU, Phi-Stone AG und Stensborg A/S. Hinzu kommen eine große Anzahl von Netzwerkpartnern in Norddeutschland und Dänemark. Bildmaterial zum Download ist vorhanden: www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-1.jpg Durch ihre mechanische Flexibilität können die organischen Leuchtdioden (OLEDs) des Kieler Forschungsteams auf biegsame Folien aufgetragen werden. © Siekmann, CAU www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-2.jpg Das Leuchtelement strahlt nach vorne und hinten und könnte so in semitransparenten Displays eingesetzt werden. © Siekmann, CAU www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-3.png Bildunterschrift: OLED Matrix mit 0%, 0,1% und 1% Zinkoxidpartikel in Folie. Durch zugesetzte Zinkoxidpartikel können Streueffekte und damit ein homogener, milchiger Eindruck erzielt werden. © Janek Buhl, CAU www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-4.png Bildunterschrift: OLED Matrix mit 0%, 0,1% und 1% Zinkoxidpartikel in Folie. Durch zugesetzte Zinkoxidpartikel können Streueffekte und damit ein homogener, milchiger Eindruck erzielt werden. © Janek Buhl, CAU www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-5.jpg Bildunterschrift: Mit einem Modellhaus demonstriert das Kieler Team auf der Hannover Messe, wie ihre semitransparenten, hauchdünnen Solarzellen oder Leuchtdioden in Zukunft funktionieren könnten. © Siekmann, CAU www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-6.jpg Bildunterschrift: Auf den Fenstern im ersten Stock kleben halbtransparente Leuchtmittel, organische Leuchtdioden (OLEDs). © Siekmann, Uni Kiel www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-7.jpg Bildunterschrift: Die Fenster im Untergeschoss sind mit hauchdünnen Solarzellen aus organischen Bauteilen beklebt, der durch sie produzierte Strom wird gemessen. Erreicht das einfallende Licht eine bestimmte Intensität, schaltet sich die Beleuchtung im oberen Stock automatisch aus. © Siekmann, Uni Kiel www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/092-rollflex-8.jpg Bildunterschrift: Die Phi-Stone AG arbeitet innerhalb des Projektes an Verkapselungsmöglichkeiten für organische Leuchtelemente, um sie so vor Feuchtigkeit zu schützen. © NanoSYD Kontakt: Prof. Dr. Martina Gerken CAU, Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik Integrierte Systeme und Photonik Tel.: 0431 880 6250 E-Mail: mge@tf.uni-kiel.de Dr. Ala Cojocaru Projektleitung Phi-Stone AG Tel. 0431 7054186 E-Mail: ac@phi-stone.de Morten Madsen UNIVERSITY OF SOUTHERN DENMARK Associate Professor, Mads Clausen Institute Tel. +45 6550 1621 Email madsen@mci.sdu.dk Web http://www.sdu.dk/nanoSYD Stensborg A/S Denmark Phone: +45 4677 5930 mail@stensborg.com Details, die nur Millionstel Millimeter groß sind: Damit beschäftigt sich der Forschungsschwerpunkt »Nanowissenschaften und Oberflächenforschung« (Kiel Nano, Surface and Interface Science - KiNSIS) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Im Nanokosmos herrschen andere, nämlich quantenphysikalische, Gesetze als in der makroskopischen Welt. Durch eine intensive interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Physik, Chemie, Ingenieurwissenschaften und Life Sciences zielt der Schwerpunkt darauf ab, die Systeme in dieser Dimension zu verstehen und die Erkenntnisse anwendungsbezogen umzusetzen. Molekulare Maschinen, neuartige Sensoren, bionische Materialien, Quantencomputer, fortschrittliche Therapien und vieles mehr können daraus entstehen. Mehr Informationen auf www.kinsis.uni-kiel.de Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Presse, Kommunikation und Marketing, Dr. Boris Pawlowski, Text/Redaktion: Julia Siekmann Postanschrift: D-24098 Kiel, Telefon: (0431) 880-2104, Telefax: (0431) 880-1355 E-Mail: presse@uv.uni-kiel.de Internet: www.uni-kiel.de Twitter: www.twitter.com/kieluni Facebook: www.facebook.com/kieluni Instagram: instagram.com/kieluni

Durch ihre mechanische Flexibilität können die organischen Leuchtdioden (OLEDs) des Kieler Forschungsteams auf biegsame Folien aufgetragen werden.

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