Lausanner Entdeckung könnte Photovoltaik verbessern

Anatas,einehäufigvorkommendeKristallformvonTitandioxid (TiO2),giltalseinvielversprechendesMaterialfürphotovoltaischeAnwendungen. DerUmwandlungsprozessvonabsorbiertemLichtinelektrischeLadungenwirdimFallevonAnatasTiO2zwarschonseitvielenJahrenuntersucht. DieNaturdergrundlegendenoptischenundelektronischenEigenschaftendesMaterialswar bisherjedochnoch unklar. Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) ist es laut einer Medienmitteilung gelungen,mit einer Kombination aus modernen Steady-State und ultraschnellen spektroskopischen Techniken sowie theoretischen Simulationswerkzeugen die Grundeigenschaften von Anatas TiO2 aufzuklären. Dabei haben sie mit internationalen Kollegen zusammengearbeitet.

Die Erkenntnisse zeigen unter anderem, dass das Material robust gegen Defekte ist. Dies impliziert laut den Forschern,dass es die ankommende Energie in Form von Licht speichern und auf der Nanoskala selektiv führen kann. Im Gegensatz zu gegenwärtigen Technologien verspricht dies eine grosse Verbesserung. Bei diesen seien herkömmliche Anregungsvorgänge nämlich sehr ineffizient, weildie absorbierte Lichtenergie nicht gespeichert, sondern als Wärme auf das Kristallgitter abgetragen wird. 

Darüber hinaus können die Exzitonparameter durch eine Vielzahl von externen und internen Reizen abgestimmt werden, was ein leistungsfähiges, genaues und billiges Erkennungsschema für Sensoren mit optischer Auslesung verspricht.

„Der Einsatz modernster experimenteller Techniken und Theorie ermöglicht uns nicht nur bekannte Materialien besser zu verstehen, sondern auch neue, noch effizientere Materialien für Energieanwendungen zu entwerfen“, wird Wissenschaftler Adriel Domínguez in einer Mitteilung des ebenfalls an der Studie beteiligten Max-Planck-Instituts zitiert. ssp