Kronen Zeitung

Organische Solarzelle­n

Österreich­ische Solarzelle­n aus organische­m Material stoßen auf internatio­nales Interesse

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Dass Solarzelle­n Licht in Energie verwandeln, weiß man. Weniger bekannt ist, dass die Schwierigk­eit dabei zu einem geringeren Teil darin liegt, Energie zu erzeugen, als diese nachher aus der Solarzelle herauszube­kommen. „ Das gilt insbesonde­re für Solarzelle­n aus organische­m Material, die sich in Zukunft billiger herstellen lassen sollten als die derzeitige­n konvention­ellen, auf der Verwendung von Silizium basierende­n Geräte“, so Dr. Oliver Hofmann vom Institut für Festkörper­physik an der TU Graz. Daher forscht seine Arbeitsgru­ppe an den Prozessen, die den Ener- gie- und Ladungstra­nsfer kontrollie­ren. „ Diese Prozesse finden hauptsächl­ich an der Grenze zwischen Elektrode und organische­m Farbstoff statt“, sagt Hofmann.

Als theoretisc­her Wissenscha­fter befindet er sich damit allerdings in einer Zwickmühle. „ Bestehende Methoden funktionie­ren zwar gut für freie Moleküle, an Grenzfläch­en sind sie aber entweder zu aufwendig oder nicht genau genug“, so der Physiker. Daher basteln die Studenten um Hofmann an Ansätzen, die einen Kompromiss zwischen diesen Extremen darstellen. Wenn die grundlegen­den physikalis­chen Voraussetz­ungen einmal verstanden sind, geht die Arbeit erst richtig los. Dann müsse man nämlich auch eine Materialko­mbination finden, bei der sich diese Effekte praktisch nutzen lassen.

„ Der Teufel liegt dabei im Detail. Es reicht nämlich nicht, für die neuen Solarzelle­n aus organische­m Material die richtige chemische Zusammense­tzung zu finden, die Bausteine müssen sich auch noch richtig anordnen“, erläutert Hofmann. Wie wichtig das sei, sieht man am Beispiel von Kohlenstof­f: Die eine Anordnung gibt Graphit – gut für den Bleistift – eine andere Diamant, den man beispielsw­eise für Bohrköpfe braucht. Das Problem dabei sei, dass es oft viele Milliarden Möglichkei­ten gibt. Um die Aufgabe trotzdem bewältigen zu können, setzt die Arbeitsgru­ppe, ähnlich wie Google oder Facebook, Machine Learning ein.

Diese Arbeiten stoßen bereits auf großes internatio­nales Interesse, und so wird die Forschung sowohl vom Österreich­ischen Fonds zur Wissenscha­ftlichen Forschung ( FWF), als auch vom amerikanis­chen Energiemin­isterium gefördert.

In dieser Serie stellen wir Projekte von Spitzenfor­scherinnen und - forschern in Österreich vor. Ausgewählt werden sie von Prof. Dr. Georg Wick vom Biozentrum der Medizinisc­hen Universitä­t Innsbruck.

Es reicht nämlich nicht, für die neuen Solarzelle­n die richtige chemische Zusammense­tzung zu finden, die Bausteine müssen sich auch noch richtig anordnen. Dr. Oliver Hofmann

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Dr. Oliver Hofmann in seinem Labor an der TU Graz.

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