Solarzellen aus Nanoröhren
Im europäischen Verbundprojekt POCAONTAS sollen aus Kohlenstoff-Nanoröhren neue Materialien für die Photovoltaik entwickelt werden.
Für die Bewältigung der Energiewende spielt die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie eine herausragende Rolle. Herkömmliche Silizium-Solarzellen erreichen mittlerweile zwar hohe Wirkungsgrade, aber ihre Herstellung ist sehr teuer und mit großem Energieaufwand verbunden. Es liegt also nahe, nach Alternativen zu suchen.
Abb.: Sonnenlicht wird von Kohlenstoff-Nanoröhren absorbiert und zur Erzeugung elektrischen Stroms genutzt. (Bild: H. Kraus / F. Späth)
Ein neuer Forschungsverbund geht darum der Frage nach, welche Materialien sich für die Photovoltaik der Zukunft eignen. Winzige Röhren aus reinem Kohlenstoff, die zu größeren Verbänden angeordnet sind, scheinen dafür heiße Kandidaten zu sein: „Dieses Material hat viele Eigenschaften, die eine hoch effiziente Energieumwandlung versprechen“, so Tobias Hertel von der Universität Würzburg.
Das Projekt trägt den Namen POCAONTAS (Polymer-Carbon Nanotubes Active Systems for Photovoltaics). Beteiligt sind neben den Würzburger Arbeitsgruppen um Tobias Hertel (Chemie) und Vladimir Dyakonov (Physik) weitere Forschungsgruppen aus München sowie aus fünf anderen europäischen Ländern. Auch mehrere Firmen, darunter zwei aus Bayern, und die Bayerische Forschungsallianz sind eingebunden. Die Koordination liegt bei Professor Larry Lüer (Madrid). Die Europäische Union fördert das Projekt seit 1. November 2012 vier Jahre lang mit 3,5 Millionen Euro im Programm „Initial Training Network“.
Interessant für die Photovoltaik ist die Polymer-Verbindungen aus Kohlenstoffnanoröhren, weil sie sehr stabil ist und über eine außergewöhnlich hohe Elektronenmobilität verfügt. Außerdem hat sie ein für die Energieumwandlung geeignetes Lichtabsorptionsspektrum, das mit anderen Materialien nur schwer erzielbar ist.
Jetzt wollen die Wissenschaftler das Potenzial für die Photovoltaik besser kennen lernen. Ihr besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Entwicklung funktionaler Kompositsysteme. Deren Eigenschaften sollen dann mit modernsten spektroskopischen Methoden analysiert werden.
JMU Würzburg / PH
