Forscher weisen Dreh von Elektronen in Solarzellen nach; Ansatz zur Vermeidung von Energieverlusten
Auf diese Weise ließen sich Prozesse vermeiden, die zu Energieverlusten – zum Beispiel in Solarzellen – führen würden, berichten die Forscher. Diese Beobachtung trägt maßgeblich dazu bei, das Verständnis für die grundsätzlichen mikroskopischen Prozesse in Solarzellen der nächsten Generation zu erhöhen.
Elektronen transportieren elektrische Ladung. Daneben tragen sie einen Spin, der sie zu winzigen Magneten macht. Unter Ausnutzung ganz bestimmter Effekte lässt sich der Spin ausrichten.
Wissenschaftler suchen aktiv nach Materialien, in denen diese Ausrichtung stattfindet. Solche Materialien haben in den letzten Jahren für Aufsehen gesorgt durch ihre hohe Effizienz in Solarzellen, Lasern oder Leuchtdioden.
Ausrichtung des Spins erstmal experimentell nachgewiesen
Im Experiment konnte die Ausrichtung des Spins in dem Material jetzt erstmalig direkt nachgewiesen werden. Dabei zeigt der Spin des Elektrons wie eine Magnetnadel stets senkrecht zu elektrischen Feldern, die durch Verzerrungen im Material erzeugt werden.
„Die Ergebnisse liefern einerseits eine Grundlage für die Erklärung und Optimierung der bisher nur teilweise verstandenen hohen Effizienz von Solarzellen und Lasern aus organisch-anorganischen Perowskit-Halbleitern“, berichtet die Uni. Durch die Ausrichtung des Spins würden Stöße der Elektronen mit dem Gitter und mit anderen Elektronen reduziert, wodurch weniger Wärmeverluste zu verzeichnen seien.
„Andererseits sind völlig neue Anwendungen denkbar, in denen der Spin selbst durch Anlegen von Spannung manipuliert und als Datenspeicher oder für Rechenoperationen genutzt wird.“
Die Ergebnisse des Erlanger Teams des Lehrstuhls für Festkörperphysik, des i-Meet am Department für Materialwissenschaften und des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung wurden im Fachmagazin Physical Review Letters veröffentlicht.
26.08.2016 | Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
