Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hybride aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Ferrocen-Molekülen als Basis für neuartige Solarzellen?

11.09.2003


Unsere herkömmliche Elektronik wird in nicht allzu ferner Zukunft abgelöst werden, denn die Silizium-Halbleiter-Technik stößt an ihre Grenzen, was Miniaturisierung, Schnelligkeit und Effizienz angeht. Als eine der möglichen Alternativen profilieren sich derzeit Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Dank ihrer interessanten elektrischen Eigenschaften eignet sich diese spezielle Kohlenstoff-Modifikation sowohl für elektronische Bauelemente als auch für Nanodrähte.


Einige Bauelemente, wie Transistoren, konnten bereits mit Nanoröhrchen nachempfunden werden. Durch gezielte Funktionalisierung der Nanoröhrchen, das heißt Anknüpfen von chemischen Atomgruppierungen, könnte das Repertoire an realisierbaren Bauelementen erweitert werden. So schuf ein Forscherteam um Dirk M. Guldi (University of Notre Dame, USA), Francesco Paolucci (Universität Bologna, Italien) und Maurizio Prato (Universität Triest, Italien) nun einen möglichen Ausgangspunkt für Solarzellen auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhrchen.

Kohlenstoff-Nanoröhrchen kann man sich als eine aufgrollte Graphit-Lage vorstellen: relativ lange, sehr dünne Hohlzylinder, deren Wand aus sechseckigen Waben aus Kohlenstoffatomen aufgebaut ist. Über einen molekularen "Anker" und eine "Ankerkette" knüpften die Forscher Ferrocen-Einheiten an die Wände der Röhrchen. Dabei kommt es zu einem Ringschluss zwischen Atomen des "Ankers" und zwei Kohlenstoffatomen des Nanoröhrchens - daher nennt man diese Reaktion eine "Cycloaddition".


Bei dem verankerten Baustein, Ferrocen, handelt es sich um einen so genannten Sandwich-Komplex: Zwei flache Kohlenstoff-Fünfringe als "Brotscheiben" nehmen als "Belag" ein Eisenatom in ihre Mitte. Etwa einen Sandwich pro hundert Nanoröhrchen-Kohlenstoffatome bauten die Forscher an. Das Besondere dieser Eisen-Sandwiches: Sie sind Elektronen-Donoren, das heißt, sie haben mehr Elektronen zur Verfügung, als ihnen eigentlich lieb ist. Relativ leicht kann sich daher eines Ihrer Elektronen auf Wanderschaft begeben. Werden die Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich bestrahlt, fungieren sie als Elektronen-Akzeptoren und nehmen diese freigesetzten Elektronen auf.

"Diese Ladungstrennung ist langlebig genug, um die Elektronen ableiten und nutzen zu können," sagt Guldi. "Damit sind die ersten Voraussetzungen für die Entwicklung von Solarzellen auf der Basis von modifizierten Kohlenstoff-Nanoröhrchen erfüllt."

Kontakt:

Dr. D. M. Guldi
Radiation Laboratory
University of Notre Dame
Notre Dame, Indiana 46556, USA
Fax: (+1) 574-631-8068
E-mail: guldi.1@nd.edu

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201-606 321
Fax: 06201-606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.org
http://www.nd.edu

Weitere Berichte zu: Elektron Kohlenstoff-Nanoröhrchen Nanoröhrchen Solarzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Simulation von Energienetzwerken für Strom, Gas und Wärme
19.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI

nachricht MathEnergy: Mathematische Schlüsseltechniken für Energienetze im Wandel
19.09.2017 | Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie