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Exzitonen von Solarzellen

03.03.2008

Einem niederländischen Doktoranden ist es gelungen, die Eigenschaften einer Polymer-Solarzelle zu verbessern.

Ein Typ einer Polymersolarzelle ist eine Farbstoffschicht, die auf einer Halbleiterschicht abgeschieden wird. Normalerweise ist in seiner Rolle die Basis für weiße Farbe - Titandioxid. Beide Substanzen sind kostengünstig, und es wird vermutet, dass solche Batterien Solarstrom auf den Boden bringen können. Und es geht auf die Zeit, denn die Herstellung von Siliziumbatterien ist sehr teuer und Silizium selbst, der Rohstoff dafür, ist nicht so reichlich vorhanden.

Eine Batterie aus Farbstoff und Halbleiter funktioniert so. Ein Photon des Sonnenlichts fällt auf die erste Schicht, wird absorbiert und regt das sogenannte Exziton an – ein Quasi-Teilchen, das eine Anregung des elektronischen Systems darstellt. Dieses Exziton wandert in den Halbleiter und bewirkt dort die Bildung freier Ladungen, dh es bildet einen elementaren elektrischen Strom. Das Problem ist, dass der von einem Exziton zurückgelegte Weg extrem kurz ist und die meisten von ihnen verloren gehen, bevor sie den Halbleiter erreichen.

„Ich habe es geschafft, einen solchen Farbstoff zu wählen, bei dem sich der Exzitonenweg um das Zwanzigfache erhöht, bis zu 20 nm. Ungefähr die gleiche Zeit, die ein Exziton in einem Pflanzenblatt zurücklegen muss, bevor es in chemische Energie umgewandelt wird. Im Fall einer Solarbatterie, dieser Pfad muss noch dreimal gesteigert werden, und dann wird seine Wirksamkeit nicht mehr in Prozent gemessen“, sagt Annemarie Heiser, Doktorandin an der Technischen Universität Delft.

Denken Sie daran, dass der Umwandlungskoeffizient von Licht in Elektrizität für Polymerbatterien jetzt 4% und der Rekord für Silizium 40% beträgt.

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SPHEREx-Teleskop 10.01.2021

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA am California Institute of Technology arbeitet an einem neuen SPHEREx-Weltraumteleskopprojekt, das die Geschichte des Universums erforschen wird.

Ein kleines Teleskop in der Größe eines Autos würde eine Spektroskopietechnik verwenden, um Nahinfrarotlicht in einzelne Wellenlängen oder Farben zu zerlegen. Spektroskopische Daten können zeigen, woraus ein Objekt besteht, da einzelne chemische Elemente Licht einer bestimmten Länge absorbieren und emittieren.

SPHEREx kann verwendet werden, um die Entfernung eines Objekts von der Erde abzuschätzen – und SPHEREx erstellt eine 102D-Himmelskarte. SPHEREx wird die erste NASA-Mission sein, die All-Sky-Spektroskopie im nahen Infrarotbereich kartiert und XNUMX Farben in diesem Bereich beobachtet, sagt JPL.

Das Teleskop wird drei Hauptaufgaben haben:

1. Suche nach Beweisen dafür, was weniger als ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde nach dem Urknall passiert sein könnte;

2. Studium der Geschichte der Entstehung von Galaxien, beginnend mit den ersten Sternen, die nach dem Urknall aufleuchteten, und endend mit modernen Galaxien;

3. Suche nach Wassereis und gefrorenen organischen Molekülen (den Bausteinen des Lebens auf der Erde) um neu entstehende Sterne in unserer Galaxie.

Die geplanten Starttermine für das Teleskop sind Juni 2024 - April 2025.

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