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 Energieproduzierende Fenster stehen kurz bevor
23.02.2017 | University of Minnesota / Università degli Studi di Milano-Bicocca

nachricht Hauchdünn wie ein Atom: Ein revolutionärer Halbleiter für die Elektronik
23.02.2017 | Universität Bayreuth

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie