Mit optimierten kohlenstoffreichen Molekülen wollen Chemikerinnen und Chemiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) die Grenzen organischer Fotovoltaik erweitern.
In einem Projekt sollen Kohlenstoffverbindungen so designt werden, dass einfallendes Sonnenlicht deutlich effizienter genutzt wird und damit mehr elektrischen Strom erzeugt. Spektroskopie im Femtosekundenbereich soll dabei helfen, die zugrundeliegenden Prozesse besser zu verstehen und die Entwicklung der neuen Molekülklassen beschleunigen.
Ein erfolgversprechender Ansatz ist die optimierte Nutzung der Singulett-Spaltung (SF) und der Triplett-Triplett-Annihilation (TTA). Bei der SF erzeugt ein energiereiches Photon nicht nur ein, sondern gleich zwei angeregte Zustände, bei der TTA werden zwei energiearme Photonen genutzt, um ein Molekül über Zwischenschritte auf eine deutlich höhere Energiestufe zu heben. Das grundlegende Verständnis dieser beiden Mechanismen ist dazu geeignet und notwendig, Solarmodule mit deutlich höherem Wirkungsgrad zu entwickeln.
Forschende der University of Alberta, Kanada, wollen Materialien entwickeln, die es ermöglichen, beide Prozesse in einem Fotovoltaikmodul zu kombinieren. Das neue Projekt konzentriert sich auf Acene – aromatische Kohlenwasserstoffe, die aus einer linearen Kette von Benzolringen bestehen. Die Idee: Einzelne Ringe durch andere Molekülgruppen ersetzen und damit die Eigenschaften des organischen Materials optimieren. Durch modernste Spektroskopie sollen die Reaktionen dieser neuen Moleküle im Femtosekundenbereich beobachtet und die oben genannten Reaktionsmechanismen aufgeklärt werden.
