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Die Sonne ist eine unumgängliche Quelle, um die wachsenden Energie-Bedürfnisse der Menschheit zu erfüllen. Eine Möglichkeit, diese Energie zu nutzen, ist sie in Solarzellen in Elektrizität umzuwandeln. Forscher arbeiten daran, die jetzigen teuren Silizium-Solarzellen durch neue Technologien zu ersetzen. Zum Beispiel können leitfähige organische Moleküle dazu benützt werden, sehr leichte und flexible Solarzellen herzustellen. Dazu wird typischerweise ein Elektron-Donor (ein konjugiertes Polymer) mit einem Elektron-Akzeptor zu einem dünnschichtigen Film verarbeitet. Bis jetzt wurden hauptsächlich Fullerene (C60-Derivate) als Akzeptoren verwendet, neuerlich werden diese aber durch nicht-Fulleren Akzeptoren (NFAs) ersetzt, welche eine viel höhere Effizienz in Solarzellen zeigen. In meiner Forschungsgruppe arbeiten wir daran, die Mechanismen zu verstehen, mit denen Licht in diesen organischen Solarzellen zu Elektrizität umgewandelt wird. Da es sich dabei um sehr schnelle Prozesse handelt, die in einem Sekunden-Bruchteil stattfinden, benützen wir für unsere Experimente Laser, die ganz kurze Lichtimpulse erzeugen, sogenannte ultraschnelle Laser. In diesem Projekt nützen wir verschiedene spektroskopische Experimente im sichtbaren und terahertz Bereich, um organische Solarzellen zu untersuchen. Insbesondere wollen wir erforschen:
- Warum Solarzellen mit NFAs eine höhere Effizienz haben und wie man diese weiter steigern kann.
- Welche Prozesse an Grenzflächen in den organischen Solarzellen stattfinden.
- Wie man die Leitfähigkeit von organischen Halbleitern durch Dotierung erhöhen kann.