Neue Solartechnik für die Energiewende
Neue Solartechnik für die Energiewende
(Quelle: Uni Jena, 01.07.2018)
Deutsch-Französische Forschungsinitiative: Jenaer Physiker entwickeln und testen neuartige Materialien für den Einsatz als hocheffiziente Solarzellen
Am Lehrstuhl für Quantenelektronik der Uni Jena sowie französischen und US-amerikanischen Partnern startet er am 1. Juli das Forschungsprojekt “Quest for Energy”. Der Deutsche Akademische Austauschdienst (DAAD) fördert das Vorhaben im Rahmen der deutsch-französischen Forschungsinitiative “Make our planet great again” bis 2022 mit knapp einer Million Euro.
Zweidimensionale Halbleiternanomaterialien sollen Silizium ablösen
Eine vielversprechende Materialklasse, die Silizium in Solarmodulen ablösen könnte, sind Halbleiternanomaterialien, wie Prof. Dr. Christian Spielmann erläutert. “Diese nur wenige Atomlagen dünnen zweidimensionalen Schichten besitzen ganz außergewöhnliche optische und elektronische Eigenschaften, die sie als Halbleiter bestens geeignet machen”, so der Physiker, in dessen Team Zürchs Projekt nun angesiedelt ist. Bekanntestes Beispiel solcher 2D-Nanomaterialien ist Graphen. Die Jenaer Physiker wollen jedoch eine neue, bislang kaum untersuchte Klasse dieser Materialien unter die Lupe nehmen: sogenannte Übergangsmetall-Dichalcogenide.
“Dabei handelt es sich um Verbundmaterialien, die je nach Zusammensetzung in ihren Eigenschaften variieren und so für verschiedene Anwendungen maßgeschneidert werden könnten”, erläutert Zürch. Allerdings sei bisher nur wenig über die fundamentalen Vorgänge in diesen Materialien bekannt, wenn sie mit Licht wechselwirken. Aufgrund ihrer speziellen Nanoeigenschaften laufen die physikalischen Prozesse in diesen Materialien besonders schnell ab. Diese wollen die Physiker nun im Detail untersuchen, um ihre Eignung als Solarmaterial zu prüfen. “Uns geht es konkret darum, die Ladungsträger – sprich die Elektronen – in dem Material zu beobachten, wenn sie mit Licht beleuchtet werden.” Das soll mit Hilfe eines leistungsfähigen Ultrakurzpulslasers passieren, der die extrem schnellen Bewegungen der Elektronen in Momentaufnahmen von wenigen Hundert Attosekunden Länge erfasst. Eine Attosekunde ist eine Trillionstel Sekunde – der kurze Moment, den es dauert, wenn Lichtteilchen die Länge eines Wassermoleküls passieren.
