06/09/2017 - Neue Methoden zur Messung des Potenzials von Photovoltaikpaneelen

Menéame

Trotz ihrer Bedeutung für die Ermittlung des Potenzials eines Photovoltaik-Geräts sind die derzeitigen Methoden zur Messung der Elektronenübertragung zwischen Schnittstellen immer noch nicht präzise. In diesem Zusammenhang ist ein Team von Wissenschaftlern der BundesÉcole Polytechnique d'El Lausanne (EPFL, Schweiz) hat eine neue Methode entwickelt, die als Pulse für die kontinuierliche Emission in tiefen UV-Strahlen dient und eine genauere Messung der Elektronenübertragung in Photovoltaik-Panels ermöglicht.

Die Ergebnisse dieser Studie wurden veröffentlicht unter: Journal of the American Chemical Society, ihren Artikel "Herausforderung"Interfacial Electron Injection Probed by a Substrate-Specific Excitonic SignatureDie Methode zur Bestimmung der Elektronenübertragung wird durch die Methode zur Bestimmung des spezifischen Substrats beschrieben.

Messung des Potenzials

Die am besten untersuchten photovoltaischen Systeme sind sensibilisierte Solarzellen, die aus einem molekularen oder feststehenden Sensibilisierer bestehen, der Licht erhält und ein Elektron in ein Substrat spritzt, das seine Migration fördert. Die derzeitigen Methoden, die auf Lichtfrequenzen von sichtbaren bis zu Terpentinen (Wellenlängen zwischen 400 und 30 000 nm) basieren, können jedoch zu wenig präzisen Ergebnissen führen. Diese Methode ist empfindlich auf Träger, die im Fahrband des Halbleiter-Substrats frei sind. Sie sind daher nicht spezifisch für die Art des Substrats und können nicht in der neuen Generation von solid-state-sensibilisierten Photovoltaikzellen verwendet werden.

Das EPFL-Team hat vorgeschlagen, die derzeitigen Messverfahren für die Elektronenübertragung durch zwei Arten von durch Farbstoff sensibilisierten Sonnenumwandlungssystemen zu überbrücken, eines auf Titandioxid und das andere auf Zinkoxid-Nanopartikeln, die zur Kategorie der Übergangsmetalloxid-Substrate gehören. Durch kontinuierlichen UV-Strahlen entwickelten EPFL-Wissenschaftler eine spezifische Substratmethode zum Nachweis der Elektronenübertragung.

Wie sie in ihrem Artikel erklären: "Wir zeigen den Einsatz von kontinuierlichen Emittationsimpulsen im tiefen UV-Strahlen, um die Interfacial-Transfer von Elektronen zu erkennen, und wir haben einen spezifischen, reizvollen Übergang in Anatas (TiO2) entdeckt, der mit N719 und Wurtzit-Nanopartikeln (ZnO) sensibilisiert ist. Hinzu kommt: ● Das Signal beim Einspritzen von Elektronen aus dem Farbstoff N719 in TiO2 wird durch die lange Beobachtung des Korombiums der Endzustände der reizenden Übergänge beherrscht, während im Fall des sensibilisierten ZnO durch die Füllung von Raum zwischen den funkelnden Phasen beherrscht wird.

Die Übergangsmetalloxide (TiO2, ZnO, NiO) sind Breitbandisolierungen, die seit zwei Jahrzehnten in photokatalytischen Anwendungen zur Umwandlung von Solarenergie eingesetzt werden. Trotz des enormen Interesses an diesen Materialien ist die Art der elementaren elektronischen Erregungen (Frenkel, Wannier oder Lastübertragung) noch nicht genau bekannt. Ein fortgeschrittener Zuschuss der Europäischen Union trug zu der Forschung bei, die im Rahmen des Projekts DYNAMOX (Charge carrier dyn morphos in metal oxydes) durchgeführt wurde, das zur Entwicklung neuer experimenteller Instrumente entwickelt wurde, die uns bislang unzugängliche Informationen über die Dynamiken des Lastträgers bei Übergangsmetalloxiden liefern. Die in Lausanne durchgeführte Untersuchung wird dazu beitragen, die gewalttätigen Übergänge klarer zu erkennen.

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