Neuartige organische Solarzelle mit 100% Ladungssammeleffizienz könnte Solartechnik revolutionieren

Ein Forscherteam der Universität Cambridge hat in einer bemerkenswerten Entdeckung festgestellt, dass ein spezielles organisches Halbleitermolekül Elektrizität durch einen Mechanismus erzeugen kann, der bisher nur anorganischen Materialien zugeschrieben wurde. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlicht und könnte einen enormen Einfluss auf die Zukunft der Solarenergie haben, da sie die Entwicklung von Solarzellen aus einem einzigen Material ermöglicht.

Das Forschungsprojekt ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Physikteam von Professor Sir Richard Friend und dem Chemikerteam von Professor Hugo Bronstein und konzentriert sich auf ein organisches Molekül namens P3TTM. Das Team hat entdeckt, dass die einzigartigen Wechselwirkungen zwischen den ungepaarten Elektronen die Umwandlung eines Photons in eine nutzbare elektrische Ladung ermöglichten, wenn sich die P3TTM-Moleküle eng aneinanderlagern.

"In den meisten organischen Materialien sind die Elektronen gepaart und interagieren nicht mit ihren Nachbarn. Aber in unserem System fördert die Wechselwirkung zwischen den ungepaarten Elektronen an benachbarten Stellen deren abwechselnde Ausrichtung nach oben und unten, wenn sich die Moleküle zusammenpacken. Bei der Absorption von Licht springt eines dieser Elektronen zu seinem nächsten Nachbarn und erzeugt positive und negative Ladungen, die extrahiert werden können und einen Photostrom liefern", erklärt Biwen Li, der leitende Forscher am Cavendish Laboratory.

Dies ist ein großer Unterschied zu herkömmlichen Solarzellen, die zur Stromerzeugung eine Grenzfläche zwischen zwei Materialien, einem Elektronendonator und einem Akzeptor, benötigen. Dieses herkömmliche Prinzip begrenzt die Effizienz der Zellen.