Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Fenster für die Sonnenenergie

25.06.2009
Durchsichtige Elektroden aus Graphen könnten Solarzellen preiswerter und effizienter machen

Im Prinzip reicht es, mit einem Graphitstift auf Papier zu kritzeln. Das bringt schon stapelweise Graphen aufs Papier, einzelne Schichten von Kohlenstoffatomen, die in einer wabenartigen Gitterstruktur angeordnet sind. Graphen, ein zweidimensionaler Kristall, leitet Elektrizität und damit Wärme erstaunlich gut und gilt deshalb als vielversprechendes Material für immer kleiner werdende Elektronikkomponenten und für die Optoelektronik, die Information mit einer Kombination der herkömmlichen Elektronik und Licht verarbeitet.

Kein Wunder, dass Wissenschaftler weltweit an Methoden zur Graphenherstellung arbeiten. Kritzeln mit Graphitstiften bringt sie jedoch nicht weiter: Dieses Verfahren können sie nicht gut genug kontrollieren, und die entstehenden Graphenschichten sind zu dick. Wissenschaftler um Klaus Müllen, Direktor am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz, haben daher andere Methoden patentiert, unter anderem das Pyrolyse-Verfahren. Hierbei erwärmen die Wissenschaftler auf einer Trägerschicht aus Glas Moleküle, die in ihrem Kern bereits kleine Graphenscheiben enthalten, zusätzlich aber noch Arme aus Kohlenwasserstoffketten tragen. Diese Moleküle verschmelzen in der Hitze zu einem durchsichtigen Film aus Kohlenstoff.

"Wir können diese Filme mittlerweile unter zehn Nanometer dick machen, das sind 30 Atomschichten. Und sie sind atomar glatt", sagt Müllen. Das so erzeugte Graphen könnte in Zukunft als Ersatz für Indiumzinnoxid zum Einsatz kommen. Indiumzinnoxid dient in Solarzellen als durchsichtige Elektrode, an der der erzeugte Strom, vergleichbar mit dem elektrischen Pol einer Batterie, abgegriffen wird. "Indiumzinnoxid hat zwar die ideale Kombination aus elektrischer Leitfähigkeit und Transparenz, die man für Fensterelektroden in Solarzellen braucht", so Müllen. Aber es habe auch Nachteile: Da der Rohstoff Indium begrenzt sei, werde das heute übliche Material immer teurer, zudem weise der Stoff eine gewisse Oberflächenrauhigkeit auf.

"Unser Graphen ist glatt; das verhindert hohe lokale elektrische Felder, die den elektrischen Ladungstransport an der Oberfläche behindern", erklärt der Max- Planck-Wissenschaftler. Und Graphen könnte Solarzellen auch effizienter machen. Anders als das hergebrachte Indiumzinnoxid ist es auch für einen bestimmten Anteil des infraroten Sonnenlichts durchsichtig, das etwa die Hälfte der Sonneneinstrahlung auf der Erde ausmacht. Ihre Vorteile haben die Fensterelektroden aus Graphen auch schon am Objekt ausgespielt.

Zu 22. Juni 2009 Testzwecken haben die Mainzer Forscher damit nämlich bereits erste Solarzellen gebaut.

Kontakt:

Prof. Dr. Klaus Müllen
Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz
Tel.: +49 6131 379 - 150
Fax: +49 6131 379 - 350
E-mail: muellen@mpip-mainz.mpg.de

Dr. Felicitas von Aretin | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Neuro-Robotik ermöglicht Querschnittsgelähmten selbstständig zu essen
07.12.2016 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Höhere Energieeffizienz durch Brennhilfsmittel aus Porenkeramik
05.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie