Szilícium nélküli Szilícium-völgy Németországban

Több hatalmas napenergia-kutatási és organikus elektronikai fejlesztési program is indult a németországi Baden-Württemberg tartományban. A legfrissebb a "szilícium nélküli Szilícium-völgy" projektje, amely a hagyományos napelemeket szerves polimerekkel, organikus anyagokkal váltaná ki.

Organikus elektronikai központ létrehozására készül két német egyetem (a heidelbergi és a mannheimi), valamint hat nagyvállalat. A német Szilícium-völgynek is nevezett projektben Baden-Württemberg tartomány északnyugati részén, a Rajna és a Neckar folyók találkozásánál alakítanának ki új technológiai centrumot - írja a német Spiegel magazin.

A vegy- és gyógyszeriparból ismert, de a szerves vagy polimer elektronikával is foglalkozó nagyvállalatok, így a BASF, a Merck és a Roche Diagnostics mellett olyan cégek is beszálltak az Innovation Lab projektbe, amelyek elvileg távoli területeken tevékenykednek.

Így részt vesz a programban a szoftvergyártó SAP AG, a nyomdaipari Heidelberger Druckmaschienen AG és a 14 üzletágban tevékenykedő - autóipari beszállítóként is ismert - Freudenberg-csoport is. A hat mamutvállalat és a két egyetem létrehozott egy profitorientált szervezetet, az Innovation Lab GmbH-t arra, hogy az organikus elektronikát és más ígéretes technológiákat tanulmányozzák Baden-Württemberg tartomány északnyugati csücskében.

Az organikus elektronikát szokás szerves vagy polimer elektronikának is nevezni, elsősorban különleges napelemek, illetve a természeteshez jobban hasonlító fényt kibocsátó diódák (az úgynevezett OLED-ek) új típusai fűződnek az effajta megoldásokhoz.

Da Vinci-projekt

A mostanában hangzatos "Da Vinci" névre keresztelt projekt ötlete Claus Heinrichtől származik, aki az SAP igazgatósági tagja, és talán a cég alapítóját, Dietmar Hoppot irigyelte meg. Hopp éppen ezen a környéken vásárolt meg egy falusi focicsapatot, a TSG 1899 Hoffenheimet. Ezután profi játékosokat vett, és feljuttatta az együttest a Bundesligába, és most hatvanmillió euróért épít stadiont - írja a Spiegel.

Claus Heinrich viszont nem a sportban, hanem a kutatás-fejlesztésben szeretne maradandót alkotni. Az SAP igazgatósági tagja szerint az organikus elektronika a jövő egyik ígéretes üzletága lehet, amelynek összforgalma tíz éven belül átlépheti a 100 milliárd dollárt. Az üzletág azon alapul, hogy a szerves anyagokból is lehet félvezetőket készíteni, nemcsak olyan ásványi anyagokból, mint a szilícium.

A szerves alapú félvezetők eddig azonban nem bizonyultak elég stabilnak, jóllehet könnyebb előállítani őket, mint a szilíciumból készülőket.

A japánok erősek

Újabban viszont áttörés mutatkozik a piacon: a japán Sony már piacra is dobott egy három milliméter vastagságú képernyőt, amely organikus fénydiódákból, OLED-ekből (Organic Light Emitting Diode) áll. Ez a technológia hamarosan azt is lehetővé teheti a német hírmagazin szerint, hogy összetekerjük az otthoni képernyőnket, és csak akkor akasszuk ki a falra, ha tévét akarunk nézni.

Az előrejelzések szerint a polimer elektronika az úgynevezett "fényfóliák" kifejlesztésekor is komoly jelentőségre tehet szert. Ezeket az ablaküvegekre ragasztva, árammá alakítják a napenergiát, és közben hűtik a tereket. Este pedig OLED-fénnyel úgy világítják be a szobát, mintha nappal lenne.

A BASF is most látta elérkezettnek az időt, hogy új kutatásokba vágjon bele az organikus elektronika terén, ebben a legfőbb partnere a Bosch cég. A kutatók olyan napelemekkel kísérleteznek, amelyek aktív része százszor vékonyabb, mint egy hajszál. Habár ezek hatékonysága még csak 5 százalék (a szilícium 15 százalékos hatásfokú), de a harmadik világban már így is hatalmas az érdeklődés az új technika iránt, rendkívül olcsók ugyanis az ilyen termékek.

Miért kell a nyomda?

Az autóipar - így a Mercedeseket gyártó, stuttgarti központú Daimler és az Opel révén Baden-Württemberg tartományban szintén jelen lévő General Motors - figyelmét is felkeltette az új technológia.

Ha a szélvédőre, az ablakokra, illetve akár a lakkozásra is sikerülne felvinni a vékony szerves félvezetőket, akkor a kocsik klímaberendezéseit ilyen napelemekkel működtethetnék, sőt, az autó maga sem melegedne fel annyira, mint eddig. A "nyomtatási" műveletekben érdekelt egyébként a Heidelberger Druckmaschienen AG, amely ezért kapcsolódott be az Innovation Lab projektjébe.

Máshol nem hisznek a "szerves fejlődésben"

A napelemek, a szolártechnológia kutatása Baden-Württembergben több helyen zajlik. Az [origo] munkatársa járt a tartomány több kutatóintézetében is. Freiburgban, a Fraunhofer Intézet napenergiával foglalkozó részlegében (ISE) bemutattak egy olyan megoldást, amely a létesítmény egyik üvegfalába beépített napelemekkel termelt áramot. (Elvileg tehát nem kizárt, hogy autók szélvédőire is rányomtassanak ilyen elemeket - bár erről Freiburgban nem esett szó.)

Egy másik, szintén Baden-Württembergben lévő speciális kutatóbázis, a stuttgarti Napenergia- és Hidrogénkutató Központ (ZSW) szakértői a mannheimi-heidelbergi Da Vinci-projekttől teljesen eltérő technológiákon dolgoznak. Szerintük ugyanis a műanyagból készült napelemek olcsók, de nem túl tartós megoldások, ezért továbbra is a szilícium marad a világon készülő napcellák 80 százalékának az alapanyaga.

Ám a ZSW sem csak a hagyományos megoldásokon dolgozik. Ők az úgynevezett vékonyrétegű CIS-technológiában (CIS-Dünnschicht) hisznek, és ezt fejlesztik a Würth Solar céggel együtt. A kutatók különleges tükrözésű és elrendezésű, a nap járását precízebben követő, a napsugarakat jobban fókuszáló és a szokásosnál kevesebb napelemet igénylő (ezért olcsóbb) szerkezeteket képesek előállítani.