Die präsentierten Projekte umfassen Zukunftsthemen wie Mobilität, Energiegewinnung und Umwelt- und Ressourcenschonung. Nominiert sind folgende Projekte und Teams:

• 6D-Vision - Gefahren schneller erkennen als der Mensch - Daimler AG; Sindelfingen
   
• Organische Elektronik – mehr Licht und Energie aus hauchdünnen Molekülschichten - Technische Universität Dresden, Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS, Dresden, Novaled AG, Dresden, Heliatek GmbH, Dresden
   
• Geballtes Sonnenlicht – effizient genutzt - Soitec Solar GmbH, Freiburg, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg, Azur Space Solar Power GmbH, Heilbronn

Die Entscheidung der Jury fällt am 14. Dezember. Bundespräsident Wulff übergibt dem Siegerteam den Deutschen Zukunftspreis 2011 in der anschließenden festlichen Preisverleihung. Der Bundespräsident ehrt mit seinem Preis für Technik und Innovation Menschen, die mit Kreativität, Wissen und Können nach überzeugenden Lösungen für marktfähige Produkte suchen.

Bei der Veranstaltung mit jungen Forscherinnen Forschern und Technikbegeisterten sagte Bundespräsident Wulff: „Mit dem Zukunftspreis sollen auch Mädchen und Jungen motiviert werden, sich für Technik- und Wissenschaftsberufe zu interessieren. Sie sind unsere Forscher und Erfinder von morgen, die wir brauchen, um uns den Herausforderungen einer Gesellschaft mit knapperen Ressourcen zu stellen.“

6D-Vision - Gefahren schneller erkennen als der Mensch

Das Team Dr. Uwe Franke, Dr. Stefan Gehrig und Dr. Clemens Rabe entwickelte ein intelligentes Fahrerassistenzsystem, das mittels Sensoren das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer erkennt, deren Verhaltensweisen „ahnt“ und entsprechend reagiert.

Als Vorbild dienten die Funktionen der menschlichen Augen und des Gehirns. Die „6D-Vision“-Technologie ermöglicht es zum Beispiel, Kinder am Straßenrand in weniger als 0,2 Sekunden zu erkennen – ein Mensch braucht dazu mehr als doppelt so lang. Technisch möglich ist dies mittels einer Stereokamera, die in rascher Folge dreidimensionale Bilder der Umgebung vor und neben dem Fahrzeug aufnimmt.

Ein eigens dafür entwickelter Algorithmus wertet die Daten aus und erkennt durch den Vergleich der aufeinanderfolgenden Bilder, ob und wie schnell sich Objekte wie Radfahrer, Fußgänger oder Autos bewegen. Das System ist ebenfalls für den Einsatz in Servicerobotern denkbar, die mit Menschen interagieren und dafür deren Bewegungen exakt erkennen müssen.

Organische Elektronik – mehr Licht und Energie aus hauchdünnen Molekülschichten

Den Dresdner Forschern Prof. Dr. Karl Leo, Dr. Jan Blochwitz-Nimoth und Dr. Martin Pfeiffer, ist es gelungen, Kunststoffe - genauer organische Halbleiter - für den Einsatz in verschiedenen Produkten nutzbar zu machen. Dazu untersuchten sie bestimmte organische Substanzen, die eine relativ simple chemische Struktur besitzen. Daraus lassen sich Transistoren, Leuchtdioden oder Solarzellen mit ungewöhnlichen Eigenschaften erstellen: Als dünne, biegsame und transparente Folien fast beliebiger Größe. Für die Produktion errichteten die Forscher in Dresden eine erste Rolle-zu-Rolle-Anlage, die eine einfache, schnelle und preisgünstige Fertigung von organischen Leuchtdioden (OLED) ermöglicht.

Ein Manko der Kunststoff-Elektronik war bislang ihre bescheidene Effizienz: Viel Energie verpuffte darin ungenutzt. Auch die Lebensdauer reichte nicht für kommerzielle Anwendungen: OLEDs leuchteten durch Alterungsprozesse des Materials allmählich immer schwächer. Doch die Dresdner Forscher kamen den Ursachen dafür auf die Spur – und konnten die Alterung bremsen. Und sie schufen Materialien und Strukturen, die die Effizienz organischer Leuchten und Lichtfänger deutlich verbesserten.

Die entworfenen OLEDs weisen eine größere Lichtausbeute auf als Leuchtstoffröhren. Die entwickelten organischen Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad, der sie für bestimmte Anwendungen zu einer guten Alternative für Silizium-Zellen macht. Die realistische Vision der Wissenschaftler sind etwa großflächige Leuchten, die sich wie eine zweite Haut hauchdünn an Wänden, Decken, Möbeln und sogar transparent auf Fensterflächen aufbringen lassen.

Transparente, dünne Solarzellen könnten künftig in Autos oder Taschen integriert werden und Strom für die Klimaanlage oder den MP3-Player aus Sonnenlicht erzeugen. Das Potenzial der Kunststoff-Elektronik ist immens. Experten schätzen, dass damit in 15 Jahren weltweit rund 330 Millionen US-Dollar umgesetzt werden.

Geballtes Sonnenlicht – effizient nutzen

Wie lässt sich das Sonnenlicht zu konkurrenzfähigen Kosten in Strom verwandeln? Hansjörg Lerchenmüller, Dr. Andreas W. Bett und Dr. Klaus-Dieter Rasch fanden die Antwort in einem Konzept mit Mehrfach-Solarzellen.

Der Vorteil der Mehrfach-Solarzellen liegt in der effizienteren Nutzung des Sonnenlichts: Von drei übereinandergestapelten, winzigen Solarzellen nutzt jede einen anderen Anteil des Lichtspektrums. Die Forscher schufen auf der Basis der Mehrfachzellen-Technologie ein neues Fotovoltaik-Modul-Konzept und daraus ein serienfähiges Produkt. Darin konzentrieren in eine Glasplatte integrierte Speziallinsen das Sonnenlicht 500-fach auf darunter liegende Stapelzellen. Jede davon misst nur drei Millimeter Durchmesser. So gelang es erstmals eine konzentrierende Dreifachsolarzelle mit einem Wirkungsgrad von 41,1 Prozent herzustellen.

Bislang nur in der Raumfahrt im Einsatz, sind die Mehrfachzellen aufgrund der Konzentration des Lichts nun auch für Anwendungen auf der Erde bezahlbar, da der Bedarf an teuren Werkstoffen für die Zellen deutlich gesunken ist. Da die konzentrierende Fotovoltaik (CPV) nur das direkt eingestrahlte Sonnenlicht nutzt, eignet sie sich vor allem für sonnenreiche Regionen – etwa in Südeuropa oder im Südwesten der USA. Bis 2015 werden nach Expertenschätzungen weltweit etwa zwei Gigawatt Leistung in großen Solarkraftwerken installiert sein.