Paper von HFA Associa­ted Fellow Shu-Jen Wang in Science Advan­ces veröffentlicht

Handys mittels Körper­wärme aufla­den. Was noch wie Zukunfts­mu­sik klingt, könnte durch thermo­elek­tri­sche Bauele­mente zur Reali­tät werden. Denn bei der Thermo­elek­tri­zi­tät geht es darum, Wärme in nutzbare Energie umzuwan­deln. Dafür werden bisher meist anorga­ni­sche Materia­lien verwen­det, die für flexi­ble Anwen­dun­gen nur begrenzt geeig­net sind.

Aufgrund ihrer mecha­ni­schen Flexi­bi­li­tät, ihres gerin­gen Gewichts und ihrer niedri­gen Wärme­leit­fä­hig­keit haben sich organi­sche Halblei­ter als vielver­spre­chen­des Materi­al­sys­tem insbe­son­dere für flexi­ble thermo­elek­tri­sche Anwen­dun­gen erwie­sen. Eine effizi­ente Dotie­rung zur Erzeu­gung von Ladungs­trä­gern ist der Schlüs­sel zu leistungs­star­ken organi­schen thermo­elek­tri­schen Bauele­men­ten. Die herkömm­li­che Volumen­do­tie­rung führt bei einer hohen Dotie­rungs­kon­zen­tra­tion zu Störun­gen, die die elektri­sche Leitfä­hig­keit einschränken.

Das Team um Hector Fellow Karl Leo konnte mithilfe von Modula­ti­ons­do­tie­rung deutlich bessere Ergeb­nisse als mit der herkömm­li­chen Volumen­do­tie­rung erzie­len. „Der Haupt­vor­teil der Modula­ti­ons­do­tie­rungs­tech­nik ist die Vermei­dung der Streu­ung ionisier­ter Verun­rei­ni­gun­gen in dem hoch geord­ne­ten undotier­ten Halblei­ter mit schma­ler Bandlü­cke, wodurch sowohl die Ladungs­trä­ger­kon­zen­tra­tion als auch die Mobili­tät unabhän­gig vonein­an­der maximiert werden können", erklärt Shu-Jen Wang, Associa­ted Fellow der Hector Fellow Academy und Erstau­tor des Papers. Prof. Karl Leo fügt hinzu: "Unsere Arbeit ebnet neue Wege zu flexi­blen thermo­elek­tri­schen Bauele­men­ten, die es ermög­li­chen, auf elegante und effizi­ente Weise direkt elektri­sche Energie aus Wärme zu erzeugen.“

Herzli­chen Glück­wunsch Shu-Jen Wang!