{"id":52635,"date":"2014-02-01T00:00:00","date_gmt":"2014-01-31T23:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/politik\/solarforschung-forschung-nanoroehren-speichern-lichtenergie-laenger-als-gedacht.html"},"modified":"2014-02-01T00:00:00","modified_gmt":"2014-01-31T23:00:00","slug":"solarforschung-forschung-nanoroehren-speichern-lichtenergie-laenger-als-gedacht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/politik\/solarforschung-forschung-nanoroehren-speichern-lichtenergie-laenger-als-gedacht\/","title":{"rendered":"Solarforschung-Forschung: Nanor\u00f6hren speichern Lichtenergie l\u00e4nger als gedacht"},"content":{"rendered":"
Diese Eigenschaft k\u00f6nnte f\u00fcr optische Sensoren und die Solartechnik dienlich sein. <\/p>\n
Winzige R\u00f6hren aus Kohlenstoff haben als effiziente Wandler von Licht zu Elektrizit\u00e4t ein gr\u00f6\u00dferes Potenzial als bisher geglaubt. <\/strong><\/p>\n
Ob in der Solartechnik oder in speziellen Lichtsensoren: Der effizienten Umwandlung von Lichtenergie in elektrischen Strom kommt in der Zukunft eine immer gr\u00f6\u00dfere Rolle zu. Doch auf diesem Gebiet gibt es \u2013 bei den markt\u00fcblichen Silizium-Solarzellen wie auch bei anderen Technologien \u2013 noch eine Herausforderung zu meistern. Die besteht darin, auch Licht von geringerer Energie, wie es in der Sonnenstrahlung massig vorhanden ist, zu Strom zu machen. Weil Silizium-Solarzellen das nicht schaffen, k\u00f6nnen sie nicht mehr als ein Viertel der Sonnenenergie ausnutzen.<\/p>\n
Um das Repertoire von Detektortechnologien und der Solartechnik zu erweitern, hat die Wissenschaft darum auch andere Materialien im Blick \u2013 zum Beispiel Nanor\u00f6hren aus reinem Kohlenstoff. Diese winzigen Gebilde sind etwa tausend Mal d\u00fcnner als Haare und leiten elektrischen Strom sehr gut. Erste Solarzellen aus solchen Nanor\u00f6hren wurden versuchsweise vor einigen Jahren hergestellt; ihr Wirkungsgrad liegt derzeit bei einem Prozent.<\/p>\n
Ob und wie sich dieses Potenzial steigern l\u00e4sst, das erforschen an der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg die Teams der Professoren Tobias Hertel (Physikalische Chemie) und Vladimir Dyakonov (Experimentelle Physik). Die Wissenschaftler haben grundlegende Prozesse im Blick, die in den Kohlenstoff-Nanor\u00f6hren ablaufen: Was passiert mit der Lichtenergie, wenn sie absorbiert wird? Wie wird sie in elektrischen Strom umgewandelt? Und warum geht ein Teil der Energie verloren?<\/p>\n
Erstmals Triplett-Zust\u00e4nde charakterisiert<\/strong><\/p>\n
Bei ihrer Arbeit ist den W\u00fcrzburgern eine weltweite Premiere gelungen, \u00fcber die das Fachjournal \u201eNature Photonics\u201c berichtet hat: Mit einer ausgekl\u00fcgelten spektroskopischen Technik haben sie in den Nanor\u00f6hren diejenigen Elektronen sichtbar gemacht, die sich \u2013 angeregt durch Licht \u2013 im energetisch \u201eaufgeladenen\u201c Triplett-Zustand befinden.<\/p>\n
Der Triplett-Zustand hatte sich einer genauen Beschreibung bislang entzogen. Durch die Messungen der Forscher steht nun unter anderem fest: In diesem Zustand behalten Nanor\u00f6hren ihre Anregungsenergie eine Million Mal l\u00e4nger als im Singulett-Zustand \u2013 letzterer ist so kurzlebig, dass er fast seine gesamte Energie als W\u00e4rme abgibt, bevor sie sich in elektrischen Strom umm\u00fcnzen l\u00e4sst.<\/p>\n
\u201eDas bedeutet vielleicht, dass die Triplett-Zust\u00e4nde ein Schl\u00fcssel sind, um die Lichtenergie in Kohlenstoff-Nanor\u00f6hren besser ausnutzen zu k\u00f6nnen\u201c, erkl\u00e4rt Hertel. Diese Erkenntnis sei f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis lichtphysikalischer Prozesse in Kohlenstoff-Nanor\u00f6hren geradezu ein Meilenstein, so die einhellige Meinung der W\u00fcrzburger Wissenschaftler.<\/p>\n
Nachdem die Elektronen im Triplett-Zustand nun kein Dasein im Verborgenen mehr fristen, wollen die Forscher sie genauer untersuchen. \u201eWir haben gesehen, dass es eine ganze Familie von Triplett-Zust\u00e4nden gibt\u201c, sagt Hertel. Als n\u00e4chstes soll darum gekl\u00e4rt werden, wie sich die Familienmitglieder voneinander unterscheiden. Zudem gilt es neue Methoden zu entwickeln, um die Lebensdauer dieser Elektronen-Zust\u00e4nde noch besser bestimmen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Triplet-triplet exciton dynamics in single-wall carbon nanotubes, Dominik Stich, Florian Sp\u00e4th, Hannes Kraus, Andreas Sperlich, Vladimir Dyakonov, and Tobias Hertel, Nature Photonics, 8. Dezember 2013, DOI: 10.1038\/nphoton.2013.316 – mehr<\/a><\/em><\/p>\n