Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Sonne entgegen: Nachwuchsforscher soll am Max-Planck-Institut die Solarzellen der Zukunft entwickeln

04.08.2008
Am Mainzer Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) wird eine Nachwuchsforschungsgruppe eingerichtet, die neue Wege bei der Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht gehen soll.

Die Sonne liefert das 10.000fache des derzeitigen Weltenergiebedarfs. Doch mit auf Silizium basierenden Solarzellen wird bislang nur einen geringer Teil dieser Energie in Elektrizität umgesetzt, weil ihre Herstellung aufwändig und teuer ist.

Eine interessante Ergänzung zu diesen herkömmlichen anorganischen Solarzellen sind organische Solarzellen, die aus einer Mischung kleiner Farbstoffmoleküle und Polymeren bestehen. Organische Materialien ermöglichen eine preiswerte und einfache Herstellung der benötigten Strukturen. Im Gegensatz zu den anorganischen sind organische Solarzellen außerdem flexibel und wesentlich leichter und damit besonders interessant für tragbare Anwendungen wie zum Beispiel Handys.

Diese wegweisende Technologie wird ab August 2008 von dem Nachwuchswissenschaftler Dr. Frédéric Laquai am Max-Planck-Institut für Polymerforschung erforscht. Das Mainzer Forschungsinstitut richtet Laquai, der schon 1999 bei "Jugend forscht" brillierte und dessen akademische Karriere ihn trotz seines jungen Alters von nur 29 Jahren bereits von Oldenburg und Marburg über Mainz nach Cambridge führte, zu diesem Zweck eine Nachwuchsforschergruppe ein, um ihn an das Institut zurückzuholen und die zukunftsweisenden Materialien in Mainz zu erforschen.

Den neuartigen Solarzellen müssen nämlich für den großflächigen Einsatz noch die Kinderkrankheiten ausgetrieben werden. Laquai erklärt: "Zurzeit sind die organischen Solarzellen für eine kommerzielle Nutzung noch nicht effizient genug und die organischen Materialien sind langfristig nicht stabil." Daher ist erst einmal Grundlagenforschung gefragt - eine Stärke der Polymerforscher in Mainz. "Unsere Gruppe wird die grundlegenden photophysikalischen Prozesse und bisherigen Schwachpunkte in organischen Solarzellen untersuchen", sagt Frédéric Laquai.

Organische Solarzellen bestehen aus zwei Komponenten. Der so genannte Elektronendonor transportiert Ladungen durch die Zelle, während eine andere Komponente die Funktion des Elektronenakzeptors und -transporters übernimmt. Um die Dynamik angeregter Zustände in solchen Donor-Akzeptor-Systemen zu untersuchen, werden vor allem spektroskopische Methoden eingesetzt.

Neben den bereits am MPI-P vorhandenen Instrumenten für zeitaufgelöste und verzögerte Photolumineszenz-Spektroskopie, die noch weiter ausgebaut werden sollen, ist der Neuaufbau eines Systems für so genannte ultraschnelle transiente Absorptionsspektroskopie geplant. Besonders interessant ist für Frédéric Laquai, wie die Struktur des organischen Materials die Leistungsparameter der Solarzellen beeinflusst, insbesondere die so genannte Ladungsträgermobilität.

Schlussendlich sollen alle Ergebnisse der Spektroskopie, Bauteilcharakterisierung, Morphologieuntersuchungen und Ladungstransportmessungen zusammenfließen, um so ein vollständiges Bild der photophysikalischen Vorgänge zu erlangen und um anschließend in Zusammenarbeit mit den organischen Chemikern des Instituts neue und bessere Materialien zu entwickeln. Darüber hinaus plant Laquai, neue Anwendungen für organische Materialien zu erschließen. Hierbei werden Versuche zur Umwandlung der Wellenlänge nicht kohärenten Lichtes in verschiedenen Energietransfersystemen sowie die potenzielle Anwendung organischer Materialien in der Photokatalyse eine wichtige Rolle spielen.

Der Nachwuchswissenschaftler Laquai entdeckte bereits früh seine Begeisterung für die Photophysik und weiß um deren Bedeutung in Zeiten knapper werdender Rohstoffe und steigender Energiepreise: "Die Entwicklung alternativer Technologien zur effizienten Gewinnung und Umwandlung von Energie wird immer wichtiger."

Nach dem Chemiestudium wählte der Kekulé-Stipendiat zur Promotion die Gruppe von Prof. Dr. Gerhard Wegner am MPI-P, da hier "von der Materialentwicklung über die Charakterisierung bis zur Anwendung alle Möglichkeiten geboten werden, die für interdisziplinäre Spitzenforschung nötig sind." Anschließend arbeitete Laquai zwei Jahre als DFG-Stipendiat in der Optoelectronics Group von Prof. Sir Richard Friend am berühmten Cavendish Laboratory in Cambridge, England.

Seit fast dreißig Jahren ermöglicht die Max-Planck-Gesellschaft außerordentlich begabten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Rahmen der auf fünf Jahre befristeten "Selbstständigen Nachwuchsgruppen" die Grundlage für einen erfolgreichen beruflichen Weg als Wissenschaftler zu legen.

Babette Knauer | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpip-mainz.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Körperenergie als Stromquelle
22.08.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht „Cool“ bleiben im Büro: Wasser als Kältemittel im Alltag bald vor Durchbruch?
22.08.2017 | Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie