Home
Empa
Effizientere Fotozellen dank nanonstrukturierter Oberflächen
29.07.2010 | Redakteur: Hendrik Härter
Den Forschern der schweizer Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) ist es gelungen, aus winzigen Polystyrol-Kügelchen mit einem einfachen elektrochemischen Verfahren „Seeigel“ zu züchten, deren „Stacheln“ aus Zinkoxid-Nanodrähten bestehen. Die strukturierte Oberfläche soll Photovoltaikanwendungen effizienter werden lassen.
 | |
|
Gerüst aus Polystyrol
Jamil Elias und Laetitia Philippe aus der Empa-Abteilung „Werkstoff- und Nanomechanik“ in Thun ist genau dies gelungen: Sie benutzen Polystyrol-Kügelchen als eine Art Gerüst, um dreidimensionale Strukturen von halbleitenden Zinkoxid-Nanodrähten auf Oberflächen zu erzeugen. Die Forscher sind überzeugt, dass sich die so entstandenen regelmäßig „rauen“ Oberflächen für viele elektronische und optoelektronische Anwendungen eignen, zum Beispiel für Solarzellen, aber auch für Kurzwellenlaser, Leuchtdioden und Feldemissionsdisplays.
Einfaches Prinzip
Die Fachwelt reagierte prompt: Das Paper, online veröffentlicht im Januar 2010 in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“, zählte bereits im Erscheinungsmonat zu den am häufigsten heruntergeladenen Artikeln und wurde im April als Inside Front Cover ausgewählt.
Das Prinzip ist einfach: Kügelchen aus Polystyrol von wenigen Mikrometern Durchmesser werden auf eine leitfähige Schicht aufgebracht und ordnen sich dort in regelmäßigen Mustern. Polystyrol ist preisgünstig und allgegenwärtig; es taucht in Verpackungsmaterial wie Joghurtbechern auf oder – in geschäumter Variante – in Dämmstoffen wie Styropor oder Sagex.
„Stachlige“ Hohlkörper für die Photovoltaik
Die derart fixierten Polystyrol-Kügelchen bilden das Gerüst für die Nanodrähte. Jamil Elias ist es mit einer eigens entwickelten elektrochemischen Methode gelungen, Leitfähigkeit und elektrolytische Eigenschaften der Polystyrol-Kügelchen so zu variieren, dass sich Zinkoxid auf der Oberfläche der Kügelchen ablagert und mit der Zeit gleichmäßige Nanodrähte darauf wachsen.
Sobald die „Stacheln“ gezüchtet sind, wird das Polystyrol zerstört. Was bleibt, sind sphärische Gebilde, die aussehen wie Seeigel und innen hohl sind. Auf der Oberfläche dicht gepackt, verleihen die „Seeigel“ der Schicht eine dreidimensionale Struktur; ihre Fläche hat sich um ein Mehrfaches vergrößert.
Oberfläche absorbiert mehr Sonnenlicht
Die nanostrukturierte Oberfläche eignet sich vor allem für Photovoltaikanwendungen. Die Forscher erwarten, dass die Oberfläche ausgezeichnete Lichtstreuungseigenschaften besitzt, deshalb deutlich mehr Sonnenlicht absorbiert und Strahlungsenergie effizienter umwandeln kann.
Mit ihrem Team entwickelt Laetitia Philippe nun in einem vom Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Projekt extrem dünne Absorber (Extreme Thin Absorber, ETA) für Solarzellen auf der Basis von Zinkoxid-Nanostrukturen.
Social Networks:
Themenverwandte Beiträge
Elektromobilität: Weltweit kleinstes Nano-Auto mit elektrischem Allrad-Antrieb
17.11.2011 - Kleiner geht’s nicht mehr: Aus lediglich einem einzigen Molekül besteht das kleinste Allrad-Fahrzeug der Welt, das Wissenschaftler nun vorgestellt haben. Es fährt auf vier elektrisch angetriebenen Rädern nahezu geradlinig über eine Kupferoberfläche.
weiter
Regenerative Energien: Nanodraht-Solarzellen sollen günstiger sein als Siliziumwaferzellen
Regenerative Energien: Nanodraht-Solarzellen sollen günstiger sein als Siliziumwaferzellen
04.08.2011 - Sie haben einen Wirkungsgrad von mehr als 18%: Silizium-Solarzellen. Doch ihre Herstellung ist energieaufwändig und materialintensiv. Forscher haben nun eine günstigere Alternative entwickelt. Nanostrukturen sollen die Photovoltaik günstiger machen. Dabei dienen die Nanodrähte als „Lichtfallen“.
weiter
Energy Harvesting: Nasa will Kleidung zu Kraftwerken machen
Energy Harvesting: Nasa will Kleidung zu Kraftwerken machen
06.04.2011 - Geht es nach der US-Weltraumbehörde Nasa, laden wir unsere Handys in Zukunft nicht mehr an der Steckdose, sondern am eigenen Anzug oder Pullover. In der Schwerelosigkeit gezüchtete Zinkoxid-Nanodrähte sollen - eingewoben in Textilien - ein Energy Harvesting ermöglichen.
weiter
Kommentare zu diesem Artikel
Lizenzierung urheberrechtlich geschützter Artikel
Nutzen Sie diesen Artikel ID 355513 oder andere Fachinformationen für Ihr Marketing. Wir bieten Ihnen die Nutzungsrechte für Ihre Website, Ihren Newsletter oder Ihre Kundenzeitschrift. Für alle Fragen wenden sie sich bitte an Frau Maurer unter Tel. 0931 / 418-2888 oder unseren Content-Dienstleister www.mycontentfactory.de .
Artikel versenden
Druckversion
Artikel als PDF
Artikel Bewertung
Elektromobilität
Weltweit kleinstes Nano-Auto
Kleiner geht’s nicht mehr: Aus lediglich aus einem einzigen Molekül besteht das kleinste Allrad-Fahrzeug der Welt, das Wissenschaftler nun vorgestellt haben. weiter
Weltweit kleinstes Nano-Auto
Kleiner geht’s nicht mehr: Aus lediglich aus einem einzigen Molekül besteht das kleinste Allrad-Fahrzeug der Welt, das Wissenschaftler nun vorgestellt haben.
Kleiner geht’s nicht mehr: Aus lediglich aus einem einzigen Molekül besteht das kleinste Allrad-Fahrzeug der Welt, das Wissenschaftler nun vorgestellt haben.
Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren in Stromversorgungen
Bei der Auswahl passiver Komponenten ist Sorgfalt angebracht.
Bei der Auswahl passiver Komponenten ist Sorgfalt angebracht.
Minimate Range - S2L/B2L 3.5
Module rücken dank der Minimate Range von Weidmüller dichter zusammen.
Module rücken dank der Minimate Range von Weidmüller dichter zusammen.
Kunststoff-Lichtwellenleiter in der Industrie
Das Bewusstsein für Probleme im Zusammenhang mit der elektromagnetischen Verträglichkeit steigt.
Das Bewusstsein für Probleme im Zusammenhang mit der elektromagnetischen Verträglichkeit steigt.
Copyright © 2012 Vogel Business Media
(nicht registrierter User)