Paper von Karl Leo zu Photo­nen­re­cy­cling in der Fachzeit­schrift Science Advan­ces veröffentlicht

Metall­ha­lo­ge­nid-Perow­skite sind als Halblei­ter der nächs­ten Genera­tion für die Solar­ener­gie­um­wand­lung auf großes Inter­esse gesto­ßen. Seit der ersten Demons­tra­tion eines Wirkungs­gra­des von 3,8% im Jahr 2009 sind diese rapide gestie­gen und hochmo­derne Perow­skit-Solar­zel­len weisen Wirkungs­grade von über 25% auf.

Um die Wirkungs­grade von Perow­skit-Solar­zel­len weiter zu erhöhen, muss die Solar­zelle nicht nur ein guter Licht­ab­sor­ber, sondern auch ein guter Licht­emit­ter sein.

Das Team am Dresden Integra­ted Center for Applied Physics and Photo­nic Materi­als (IAPP) der TU Dresden zeigt die Rolle des Photo­nen­re­cy­cling-Effekts auf: Wenn ein Photon in reabsor­bie­rende Halblei­ter wie Perow­skite einge­strahlt wird, kann es vom Emitter selbst wieder absor­biert werden und durch Photo­lu­mi­nes­zenz ein neues Photon erzeu­gen. Ein solcher Prozess des Reabsor­bie­rens und Reemit­tie­rens der Photo­nen wird als Photo­nen­re­cy­cling bezeich­net. Das IAPP-Team demons­trierte, dass Photo­nen­re­cy­cling und Licht­streu­ungs­ef­fekte die Licht­emis­si­ons­ef­fi­zi­enz um einen Faktor von circa fünf verbes­sern, wodurch die Photo­span­nung von Perow­skit-Solar­zel­len signi­fi­kant verbes­sert wird. Es konnte gezeigt werden, dass die obere Grenze für den Wirkungs­grad der Perow­skit-Solar­zel­len mit Hilfe des Photo­nen­re­cy­clings von 29,2% auf 31,3% steigt.

„Unsere Forschung zeigt das Poten­zial der Techno­lo­gie, aber es sind noch viele weitere Anstren­gun­gen in Forschung und Entwick­lung erfor­der­lich, bevor die Techno­lo­gie in die Massen­pro­duk­tion gehen kann“, erklärt Hector Fellow Karl Leo.

Herzli­chen Glück­wunsch Karl Leo!