Antennenmoleküle verstärken IR-Licht

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Antennenmoleküle verstärken IR-Licht
Antennenmoleküle verstärken IR-Licht

Ungefähr die Hälfte des Lichts der Sonne, das wirklich auf die Erdoberfläche gelangt, besteht aus infrarotem Licht. Die Photonen dieses langwelligen Lichts haben normalerweise zu wenig Energie, um Elektronen in Solarzellen frei werden zu lassen und gehen daher ungenutzt verloren. Chemiker und Materialwissenschaftler der Rijksuniversiteit Groningen (Niederlande) und der Stiftung FOM haben nun einen Weg gefunden, IR-Licht effektiver zu nutzen. Hierzu werden spezielle Moleküle eingesetzt, die als eine Art Lichtantennen das IR-Licht empfangen und dann verstärken. Auf diese Weise besteht ein Potential für neue Solarzellen, die so die bisher geltende Grenze von einem Wirkungsgrad von 32% durchbrechen können.
 
Ein mögliches Verfahren zur Nutzung von IR-Strahlung ist die Frequenzerhöhung, in dem aus zwei langwelligen Photonen eines mit höherer Frequenz generiert wird, das dann im sichtbaren Bereich liegt und gut in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Es gibt bestimmte anorganische Materialien wie die seltenen Erden, die so etwas möglich machen, doch absorbieren gerade diese Materialien nur wenig IR-Licht. Aus diesem Grund waren die Forscher auf der Suche nach organischen Molekülen, die als Antennen IR-Licht einfangen und zur Frequenzkonversion weitergeben können. Auf diese Weise konnte die Effektivität des Pfades: IR-Lichtabsorption, Frequenzerhöhung und Abgabe von sichtbarem Licht um den erstaunlichen Faktor 3300 gesteigert werden.
 
Die Ergebnisse dieser Forschungen wurden in der Zeitschrift Nature Photonics veröffentlicht.
 
Grafik: Stiftung FOM

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