 Kohlenstoff-Nanoröhren sollen Photovoltaik-Zellen effizienter machen
Polymer-Photovoltaik-Zellen – besonders ressourcenschonend in der Herstellung und im Recycling – sind leicht und flexibel und daher vielfältig einsetzbar. Eine Möglichkeit, diese Zellen effizienter zu machen, könnte in der Verbindung von Polymeren mit filigranen Hohlzylindern aus Kohlenstoff-Atomen, sogenannten Kohlenstoff-Nanoröhren (engl. carbon nanotubes, CNT), liegen. Ein internationales wissenschaftliches Konsortium arbeitet jetzt daran, die Leistungsfähigkeit von Solarzellen mithilfe CNT noch weiter zu verbessern.
Die Nutzung der Sonnenenergie spielt eine entscheidende Rolle für die Energiewende. Das Verbundprojekt namens POCAONTAS („Polymer-Carbon Nanotubes Active Systems for Photovoltaics”) soll in den kommenden vier Jahren polymer-basierte Kohlenstoffmaterialien erforschen und ihr Potenzial für den Einsatz in Solarzellen bestimmen.
Kohlenstoff-Nanoröhren haben drei entscheidende Eigenschaften, die zur Optimierung von Photovoltaik Zellen beitragen können: Sie besitzen eine gute photochemische Stabilität und können damit möglicherweise einen langjährigen Gebrauch der Zellen sicherstellen. Zweitens absorbieren sie, anders als viele Polymere, nicht nur im sichtbaren, sondern auch im infraroten Spektralbereich des Sonnenlichts. Darüber hinaus weisen ihre Elektronen eine außergewöhnlich hohe Beweglichkeit auf, was den Hybrid-Zellen ebenfalls zugutekäme. Um dieses Potenzial im Hinblick auf verbesserte Solarzellen zu nutzen, ist eine detaillierte Kenntnis und nachfolgende Kontrolle des konkreten Zusammenspiels der Materialien nötig. In POCAONTAS möchten die Projektpartner dieses Zusammenspiel mithilfe modernster spektroskopischer Methoden erforschen.
Drei der zehn Projektpartner kommen aus Bayern: Prof. Dr. Tobias Hertel (Chemie) und Prof. Dr. Vladimir Dyakonov (Physik) von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg sowie Prof. Dr. Achim Hartschuh (Chemie) von der Ludwig-Maximilians-Universität München gehören dem Konsortium an. Hinzu kommen eine Reihe assoziierter Partner, darunter mit Future Carbon, Belectric OPV GmbH (vormals Konarka Technologies GmbH) und der Bayerischen Forschungsallianz drei weitere bayerische Akteure. Die Koordination von POCAONTAS übernimmt das spanische Forschungsinstitut IMDEA (Instituto Madrileño de Estudios Avanzados). POCAONTAS wird von der Europäischen Kommission mit rund 3,45 Millionen Euro für eine Laufzeit von vier Jahren gefördert.
POCAONTAS wird über ein sogenanntes „Initial Training Network“ (ITN) im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU gefördert. Neben der Forschung hat das Projekt die umfassende Ausbildung von Doktorand/innen und Post-Doktorand/innen in der Wissenschaft und im industriellen Bereich im Fokus. Über Kurse und Workshops – lokal bei den jeweiligen Partnereinrichtungen beziehungsweise netzwerkweit – sollen neben fachlicher Expertise auch Fähigkeiten vermittelt werden, welche die jungen Wissenschaftler/innen auf das Berufsleben vorbereiten. Die Bayerische Forschungsallianz unterstützte das Konsortium bei der Antragstellung und ist als assoziierter Partner für einen Teil der Ausbildung verantwortlich. Unter anderem bietet sie Workshops zu den Themen Forschungspolitik der EU, Projektakquise, erfolgreiche Antragstellung und Verbreitung von wissenschaftlichen Ergebnissen an.
Quelle: Bayerischen Forschungsallianz GmbH (BayFOR)
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