Ein Forscherteam erzielte kürzlich Fortschritte bei der Herstellung von sogenannten Quantenpunkt-Solarzellen. Diese könnten die Energiewende weiter voranbringen.
Im Rahmen der Energiewende spielen Solarpanels weiterhin eine entscheidende Rolle. Doch häufig erreichen verfügbare Systeme nur eine Effizienz von etwa 20 Prozent. Daher ist es kaum verwunderlich, dass Wissenschaftler und Unternehmen weltweit auch weiterhin nach besseren Materialien für die Anlagen suchen.
Ein Forschungsteam entwickelte dazu kürzlich eine neuartige Methode, um die elektrische Leitfähigkeit von PbS-Quantenpunkt-Solarzellen zu verbessern. Diese Technik nutzt pulsförmiges Licht, das regelmäßig große Energiemengen erzeugt und die Effizienz erheblich steigert. Dabei handelt es sich um nanoskalige Halbleitermaterialien, an denen derzeit Wissenschaftler bei der Entwicklung von Solarzellen der nächsten Generation forschen.
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Forscherteam verbessert Herstellungsprozess von Quantenpunkt-Solarzellen
PbS-Quantenpunkte können ein breites Spektrum an Sonnenlicht absorbieren und haben aufgrund ihrer Verarbeitung und fotoelektrischer Eigenschaften niedrige Herstellungskosten. Traditionell erfordert der Wärmbehandlungsprozess von PbS-Quantenpunkten erhebliche Zeit und hohe Temperaturen, um die Leitfähigkeit zu verbessern.
Allerdings beschleunigen Licht, Wärme und Feuchtigkeit die Bildung von Defekten auf der Oberfläche der Quantenpunkte, was die Leistung der Geräte beeinträchtigen kann. Ein Team um Professor Jongmin Choi schlug eine Wärmebehandlung vor, bei der das Team die Quantenpunkte für wenige Millisekunden Licht aussetzte, um Defekte zu unterdrücken und die Lebensdauer der Ladungen zu verlängern.
Die vorgeschlagene pulsförmige Wärmebehandlungstechnik verwendet starkes Licht, um den Prozess in wenigen Millisekunden abzuschließen. Dies unterdrückt Oberflächendefekte und verlängert die Lebensdauer der Ladungen, die elektrischen Strom erzeugen. Diese Methode erreicht eine hohe Effizienz und überwindet die Mängel der bestehenden Verfahren.
Ergebnisse könnten noch besseres Solaranlagen hervorbringen
Diese Entwicklung könnte die Produktion und Kommerzialisierung von PbS-Quantenpunkt-Solarzellen erleichtern. Die Technik bietet einen signifikanten Fortschritt für die Anwendung von Quantenpunkt-Technologie in PV-Geräten. Die Forschung wurde von der nationalen Forschungsstiftung Koreas und anderen Projekten unterstützt.
Professor Choi betont, dass diese Technologie das Potenzial hat, auf verschiedene optoelektronische Geräte angewendet zu werden, was die Effizienz und Anwendungsmöglichkeiten erheblich erweitern könnte. Die Methode stellt einen wichtigen Schritt zur Verbesserung der Effizienz von Solarzellen dar und könnte dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und den Einsatz erneuerbarer Energien zu fördern.
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