de.wedoany.com-Bericht: Ein Forschungsteam der Technischen Universität Kaunas (Kaunas University of Technology) in Litauen hat eine neuartige organische Halbleitermaterial synthetisiert, das speziell für die Nutzung von schwachem Licht in Innenräumen entwickelt wurde. Dadurch erreichten Perowskit-Solarzellen unter 3000K-LED-Beleuchtung mit 1000 Lux eine Leistungsumwandlungseffizienz von 37,0 %. Dieser Erfolg zielt darauf ab, den wachsenden dezentralen Energiebedarf von IoT-Geräten zu decken. Die Forschung wurde von Dr. Asta Dabulienė, leitende Wissenschaftlerin der Materialchemiegruppe, geleitet.
Direktes Sonnenlicht vor Bürofenstern und das Licht von Innenraum-LEDs durchdringen täglich unsere Lebensräume, doch der Großteil dieser Energie bleibt meist ungenutzt. Herkömmliche Außensolarzellen sind für starkes, direktes Licht optimiert und liefern unter den schwachen, diffusen Bedingungen in Innenräumen nur eine geringe Leistung. Mit der rasanten Verbreitung von IoT-Geräten (Internet der Dinge) wie intelligenten Sensoren, Wearables und vernetzten Haushaltsgeräten wächst der Marktbedarf an kompakten, autarken Energiequellen, und die Indoor-Photovoltaik-Technologie gilt als vielversprechend, um diese Lücke zu schließen.
Dr. Dabulienė synthetisierte eine Reihe von Thiazol[5,4-d]thiazol-Derivaten, die speziell als Lochtransportschicht in Perowskit-Solarzellen dienen. Diese Materialien sind darauf ausgelegt, positive Ladungsträger (Löcher) präzise zu bewegen und gleichzeitig die Rückwärtsbewegung von Elektronen zu blockieren, um Energieverluste durch vorzeitige Ladungsrekombination zu vermeiden. Dr. Dabulienė erklärte, dass ein idealer Lochtransport-Halbleiter eine hohe Lochmobilität und eine gute Energiebandanpassung an die angrenzenden Schichten aufweisen müsse – genau dafür wurden die neuen Verbindungen entwickelt.
Forscher der Ming Chi University of Technology in Taiwan stellten unter Verwendung eines von Dr. Dabulienė bereitgestellten Thiazol[5,4-d]thiazol-Derivats mit einer Triphenylamin-Donoreinheit Perowskit-Solarzellen her, die für den Innenraumeinsatz optimiert sind. Unter gut beleuchteten Innenraumbedingungen erreichte die Zelle einen Wirkungsgrad von 37,0 %. Wissenschaftler der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien führten unabhängig die theoretische Modellierung der Verbindungen durch.
Dieser Erfolg erforderte eine Zusammenarbeit über drei Standorte hinweg: die Materialsynthese in Litauen, die theoretische Modellierung in Saudi-Arabien sowie die Geräteherstellung und -prüfung in Taiwan. Die Materialchemiegruppe der Technischen Universität Kaunas setzt sich aus Mitgliedern mehrerer Länder zusammen. Der Teamleiter, Professor Gražulevičius, ist der Ansicht, dass unterschiedliche kulturelle Perspektiven zur Entstehung neuer Ideen beitragen und das Fähigkeitsspektrum des Teams erweitern. Das Team erhielt 2024 bereits vier Projekte im Rahmen des europäischen Horizont-Programms und bekam Kooperationsanfragen von Kollegen aus Großbritannien und Deutschland.
