Magnetischer Effekt von Licht produziert Energie

10. Dezember 2013, 14:35 Uhr
Magnetischer Effekt von Licht produziert Energie
Magnetischer Effekt von Licht produziert Energie

Forscher der University of Michigan um Prof. Stephen Rand sind auf einen bisher quasi versteckten magnetischen Effekt von Licht gestoßen, mit Hilfe dessen sich eine neue Art alternativer Solarzellen herstellen lassen könnte. Laut den Forschern eignet sich dieser Effekt prinzipiell dazu, neuartige Solarzellen zu bauen, die nichts mehr mit konventionellen Zellen auf der Basis von Halbleitern gemein hätten.

 

Licht als elektromagnetische Strahlung hat bekanntlich sowohl eine elektrische als auch eine magnetische Komponente. Bislang allerdings wurde die magnetische Komponente weitestgehend ignoriert. Sie wurde prinzipiell für zu schwach für nennenswerte physikalische Auswirkungen und daher als untauglich für eine technische Nutzung betrachtet. Dem Team von Stephen Rand gelang nun der Nachweis, dass Licht unter bestimmten Umständen und bei genügender Intensität durchaus ordentliche magnetische Felder produzieren kann, wenn es durch nichtleitende Materialien wie Glas geleitet wird. Der gemessene Effekt ist sogar 100 Millionen Mal stärker als bis dato erwartet!

 

Unter geeigneten Bedingungen kann die magnetische Komponente des Lichts durchaus vergleichbare Auswirkungen wie die elektrische Komponente haben. Es sind daher Solarzellen denkbar, die völlig anders funktionieren und möglicherweise in Zukunft sogar einfacher herstellbar sein werden als etablierte Technik aus Silizium. Konventionelle Solarzellen nutzen bei der „optical Rectification“ die Trennung von Ladungen in symmetrischen Kristallen und erzeugen so Spannungen durch Lichteinfluss. Wird hochintensives Licht (zum Beispiel durch Bündelung) in eine Glasfaser geleitet, kann der magnetische Effekt durchaus ebenfalls zu einer Art „optical Rectification“ und damit zur Abgabe elektrischer Energie führen.

 

Es sind natürlich auf dem Weg vom Prinzip zu praktisch funktionierenden Solarzellen noch etliche Hürden aus dem Weg zu räumen, denn damit nennenswerte magnetische Effekte auftreten, muss das Licht im Glassubstrat auf Leuchtenergiedichten bis zu 10 MW/cm2 konzentriert werden. Da Sonnenlicht deutlich schwächer ist, wurde bei den Experimenten bisher mit Lasern gearbeitet. Im Moment wird daher nach Materialien gesucht, mit denen sich magnetische Lichteffekte auch schon bei niedrigeren Intensitäten nutzen lassen.

 

Bild: William Fisher (University of Michigan)

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