Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Goldhäubchen für hochverzweigte Nanopartikel

19.02.2008
Enden eines stark verzweigten Geflechts aus Cadmium-Tellurid erhalten Goldspitzen - Perspektiven für die Entwicklung billiger Solarzellen

Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist es gelungen, ein stark verzweigtes Geflecht von Nanopartikeln mit Goldspitzen zu versehen und dem Geflecht dadurch einen elektrischen Kontakt aufzupfropfen. Die Verbindung des verästelten Nano-Knäuels mit einem metallischen Leiter kann für die Entwicklung von neuen elektronischen oder optischen Materialien von Bedeutung sein, insbesondere aber für die Herstellung effizienterer Solarzellen. Die Forschungen am Institut für Physikalische Chemie wurden unter dem Titel "Growth of Gold Tips onto Hyperbranched CdTe Nanostructures" in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht und von Nature als Research Highlight herausgestellt.

Dipl. Chem. Yuriy Khalavka, Matcor-Stipendiat aus der Ukraine, und Prof. Dr. Carsten Sönnichsen, Leiter einer Emmy Noether-Nachwuchsgruppe am Institut für Physikalische Chemie, haben zunächst Kristalle aus Cadmium-Tellurid (CdTe) gezüchtet, die sich in ein feines Geflecht stark verzweigen. Das Knäuel aus den nur 8 Nanometer dicken Filamenten - das ist nur so breit wie wenige Dutzend Atome - ist relativ stabil und weist eine große Oberfläche auf, sodass es mit anderen, organischen Substanzen eine Verbindung eingehen könnte. "Die Idee, die dahinter steckt, ist, auf diesem Weg vielleicht einmal Solarzellen aus Kunststoffen herzustellen", erläutert Sönnichsen. "Es gibt viele organische Farbstoffe, die das Licht gut absorbieren und in das Knäuel eingebaut werden könnten. Die Energie müsste dann nur noch abtransportiert werden." Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarzellen, die aus hochreinen Ausgangsmaterialien in aufwändigen Vakuum-Beschichtungsanlagen hergestellt werden, könnte man so eine organisch/anorganische Hybrid-Solarzelle wie eine Plastikfolie durch Gießen und Walzen herstellen.

Hier setzen die Forschungen der beiden Naturwissenschaftler ein: Um die gewonnene Energie weiterzugeben, müsste der Cadmium-Tellurid-Halbleiter mit einem Kontakt versehen werden. Khalavka und Sönnichsen haben dazu ein Goldsalz verwendet und versucht, es nur auf die Spitzen des CdTe-Knäuels aufzuwachsen. "Wir mussten dabei sehr vorsichtig vorgehen, damit wir einen schönen Goldkristall bekommen und nicht alles voller Gold ist. Dieser Optimierungsprozess ist uns jetzt gelungen", so Sönnichsen. Als wichtigster Parameter hat sich dabei die Wahl des geeigneten Lösungsmittels erwiesen.

... mehr zu:
»Solarzelle

Cadmium-Tellurid wird heute schon in Dünnschicht-Solarzellen eingesetzt und gilt wegen der vergleichsweise geringen Kosten als vielversprechende Alternative zum herkömmlichen Silizium. Sönnichsen hat mit Cadmium-Tellurid vor drei Jahren als Postdoc am Lawrence Berkeley National Laboratory in den USA einen Durchbruch erzielt, als es gelungen ist, hochverzweigte CdTe-Halbleiternanokristalle in einer kontrollierten Synthese zu züchten. Die Länge der Arme und das Ausmaß der Verzweigung konnten dabei unabhängig voneinander gesteuert werden. Sönnichsen ist seit Anfang 2005 Juniorprofessor am Institut für Physikalische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und Leiter einer Emmy Noether-Nachwuchsgruppe. Als Stipendiat der Graduiertenschule Matcor - Teil der im Bundesexzellenzwettbewerb erfolgreichen Graduiertenschule "Materials Science in Mainz (MAINZ)" - ist Khalavka seit Oktober 2006 Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe von Sönnichsen.

Kontakt und Informationen:
Prof. Dr. Carsten Sönnichsen
Institut für Physikalische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. 06131 39-24313, Fax 06131 39-26747
E-Mail: carsten.soennichsen@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-mainz.de/FB/Chemie/nano/
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/117887221/ABSTRACT
http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7179/pdf/451608a.pdf

Weitere Berichte zu: Solarzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen

26.04.2017 | HANNOVER MESSE

Plastik – nicht nur Müll

26.04.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Seminar zu Einblicken in die unterschiedlichen Ebenen des 3D-Druckens und wirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten - 2017

26.04.2017 | Seminare Workshops