Forschung & Entwicklung

Die Energielandschaft von Solarzellen kartografieren

Mithilfe einer neuartigen Visualisierungstechnik lassen sich physikalische Grundlagen organischer Fotovoltaik mit großer Genauigkeit untersuchen und Vorgänge wie beispielsweise Energieverluste besser verstehen.

Die Bewegung von elektrischen Ladungen in einer Solarzelle wird durch die Energielandschaft im Inneren des Bauteils bestimmt. Bisher war ihre Visualisierung so anspruchsvoll, dass für die Untersuchung grundlegender Funktionsweisen organischer Fotovoltaikbauteile nur grobe Schätzungen verwendet werden konnten.

Die von den Heidelberger Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Yana Vaynzof entwickelte spektroskopische Methode kann die Energielandschaft im Nanometerbereich abbilden und zu jedem Zeitpunkt der Lebensdauer einer Solarzelle eingesetzt werden. „Die Stärke unseres Verfahrens liegt in dieser ausgezeichneten Auflösung und der großen Vielseitigkeit der Anwendung", sagt Vincent Lami. Nach den Worten von Professor Vaynzof wurde damit ein Schlüsselproblem im Bereich der organischen Fotovoltaik gelöst. „Ohne die genaue Kartierung der Energielandschaften ist es schwierig zu verstehen, wie und warum Bauteile beim Umwandlungsprozess von Licht zu Elektrizität Energie verlieren. Jetzt haben wir eine spektroskopische Methode, die es uns ermöglicht, neue Generationen von Solarzellen mit geringeren Energieverlusten und verbesserter Leistung zu entwickeln“, betont die Wissenschaftlerin, die die Forschungsgruppe Organische Elektronik am Kirchhoff-Institut für Physik leitet und am Centre for Advanced Materials der Universität Heidelberg forscht.

Die Forschungsarbeiten sind Teil des Projekts Energymaps, für das Vaynzof einen ERC Starting Grant erhalten hat.

von mn

Originalveröffentlichung:

[V. Lami, A. Weu, J. Zhang, Y. Chen, Z. Fei, M. Heeney, R.H. Friend, Y. Vaynzof, Visualising the Vertical Energetic Landscape in Organic Photovoltaics, Joule (2019), DOI: 10.1016/j.joule.2019.06.018]

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