Vladimir Dyakonov erforscht neuartige Materialien für Optoelektronik und Photovoltaik

Hinter dem Ausdruck „Plastic Electronics“ verbirgt sich ein recht junges Forschungsgebiet. Im Mittelpunkt stehen dabei optoelektronische Bauelemente aus neuartigen organischen Halbleitern. Solche Polymere und Moleküle lassen sich auch für die Photovoltaik nutzen, also für die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht. Mit solchen Materialien befasst sich Vladimir Dyakonov, der seit 1. Dezember 2004 den Lehrstuhl für Experimentelle Physik (Energieforschung) an der Uni Würzburg innehat.

Erste Anwendungen von elektrisch leitenden Kunststoffen sind bekannt: Leuchtdioden, Transistoren, Batterien, Sensoren und Laser. „Damit sich aber die organische Photovoltaik zu einer ernst zu nehmenden Alternative zur herkömmlichen Photovoltaik entwickeln kann, sind noch erhebliche Anstrengungen in der Grundlagenforschung nötig“, sagt der neue Professor. Darum bearbeitet er mit seinem Team grundlegende Fragen der Materialwissenschaften und der Optoelektronik.

Zum einen analysieren die Physiker die Eigenschaften organischer Halbleiter, bei denen es sich um so genannte konjugierte Polymere handelt, mittels elektrischer, optischer und magnetischer Spektroskopie. Außerdem untersuchen sie mikro- und optoelektronische Bauelemente auf Kunststoffbasis. Schließlich stehen neue Materialien und Konzepte für die Photovoltaik auf dem Forschungsprogramm.

Eine Revolution auf dem Energiesektor ist von der organischen Photovoltaik nur dann zu erwarten, wenn die Effizienz- und Stabilitätskriterien erfüllt werden. Wie Dyakonov sagt, betrachte er sie mittelfristig als Ergänzung zur herkömmlichen Photovoltaik bei Nischenanwendungen. Der Wirkungsgrad der organischen Solarzellen (der Bruchteil der eingestrahlten Sonnenleistung, der in elektrische Energie umgewandelt wird) liege zurzeit bei knapp fünf Prozent. „Mit unseren Kunststoffen streben wir sieben bis zehn Prozent sowie eine Stabilität über mehrere tausend Betriebsstunden an“, sagt Dyakonov. Zum Vergleich: Der Wirkungsgrad herkömmlicher Photovoltaik-Module liegt derzeit bei 13 bis 15 Prozent, je nach Absorbermaterial.

Schon im kommenden Semester wird der neue Professor Vorlesungen und Seminare im Grund- und Fortgeschrittenenstudium der Physik anbieten. Seine Lehrveranstaltungen sind außerdem als Bestandteil der interdisziplinären Ausbildung der Diplom-Ingenieure in der Nanostrukturtechnik sowie im geplanten Studiengang „Technologie der Funktionswerkstoffe“ konzipiert.

Ergänzend zu seiner Arbeit an der Uni wird Dyakonov am Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) in Würzburg eine Forschungsgruppe aufbauen. Sie soll sich der Entwicklung von neuen konjugierten Halbleitermaterialien und Mischsystemen für die Energiegewinnung widmen. „Die Entwicklung industriell produzierbarer, großflächiger Plastiksolarzellen könnte eine hochtechnologische Marktnische öffnen und einen Beitrag zum Umweltschutz leisten“, so der Professor. Zwischen der Universität und dem ZAE Bayern besteht seit jeher eine sehr enge Kooperation.

Vladimir Dyakonov wurde 1963 in Petrozavodsk in Russland geboren. Er studierte Physik an der Universität Sankt Petersburg, nach dem Diplom promovierte er am A. F. Ioffe-Physiko-Technischen Institut. 1990 wechselte er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an die Uni Bayreuth und blieb dort fünf Jahre. Es folgten Post-Doc Stationen an den Universitäten Antwerpen und Linz (als Lise-Meitner-Forschungsstipendiat). Ab 1998 schließlich war Dyakonov bis zu seiner Berufung nach Würzburg an der Uni Oldenburg beschäftigt, wo er sich 2001 auch habilitierte.

Kontakt:

Prof. Dr. Vladimir Dyakonov
T (0931) 888-5875
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E-Mail: dyakonov@physik.uni-wuerzburg.de