Mg-Dotierung por\u00f6ser ZnO-Schichten<\/p>\n
Die effektive Nutzung von Sonnenlicht f\u00c3\u00bcr die Erzeugung von Energie spielt in jedem realistischen Zukunftszenario eine gro\u00c3\u0178e Rolle f\u00c3\u00bcr das Erreichen unserer selbstgestellten Klimaziele. W\u00c3\u00a4hrend die meisten Konzepte zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht auf der Umwandlung in W\u00c3\u00a4rme beruhen, sind Solarzellen in der Lage, elektrische Energie direkt aus Sonnenlicht zu gewinnen. F\u00c3\u00bcr eine m\u00c3\u00b6glichst umfassende Ausnutzung des auf die Erde treffenden Sonnenlichts ist es n\u00c3\u00b6tig, Solarzellen auch in bisher unbenutzte Bereiche einzubringen.<\/p>\n
Farbstoffsensibilisierte Solarzellen (dye-sensitized solar cells, DSCs) unterscheiden sich von traditionellen Solarzellkonzepten durch die Verwendung des namensgebenden Farbstoffs als Lichtabsorber. Durch den Einsatz eines Farbstoffes wird die DSC deutlich weniger abh\u00c3\u00a4ngig vom Winkel des einfallenden Lichts als schichtartig aufgebaute Solarzelltypen. Er erm\u00c3\u00b6glicht die effektive Absorption von Streulicht und sorgt so auch unter Licht niedriger Intensit\u00c3\u00a4t f\u00c3\u00bcr gute Wirkungsgrade. Zus\u00c3\u00a4tzlich kann durch die Wahl unterschiedlicher Farbstoffe auch das Erscheinungsbild der DSC stark angepasst werden. All dies pr\u00c3\u00a4destiniert die DSC f\u00c3\u00bcr Verwendung in Fassaden, Innenr\u00c3\u00a4umen oder mobilen Anwendungen.\u00c2\u00a0<\/p>\n
In der DSC wird der Farbstoff auf eine por\u00c3\u00b6se Halbleiterschicht aufgebracht. Durch die Absorption von Licht wird ein Elektron innerhalb des Farbstoffs in einen h\u00c3\u00b6heren energetischen Zustand angeregt und von dort in das Leitungsband des Halbleiters injiziert. W\u00c3\u00a4hrend ein gewisser Unterschied zwischen diesen Energieniveaus als Triebkraft f\u00c3\u00bcr die Injektion ben\u00c3\u00b6tigt wird, geht dabei ein signifikanter Anteil der absorbierten Energie verloren. Dieses Promotionsprojekt zielt daher auf die Optimierung der Elektroneninjektion in die Halbleiterschicht ab, um Verluste w\u00c3\u00a4hrend des Prozesses zu minimieren. Um dies zu erreichen, soll die Leitungsbandkante des Halbleiters energetisch an den angeregten Zustand des Farbstoffs angen\u00c3\u00a4hert werden.<\/p>\n<\/p>\n
W\u00c3\u00a4hrend traditionell Titandioxid (TiO2) das Halbleitermaterial der Wahl in DSCs gewesen ist, wird im Sinne der Optimierung bereits seit langem nach einer Alternative gesucht. Zinkoxid (ZnO) hat sich dabei aufgrund seiner hohen Elektronenmobilit\u00c3\u00a4t als der vielversprechenster Kanditat herausgestellt. In diesem Projekt sollen die Halbleitereigenschaften von ZnO durch die Substitution von Zn durch Magnesium (Mg) angepasst werden. MgZnO erlaubt die variierbare Vergr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178erung der Bandl\u00c3\u00bccke durch die Kontrolle des Mg-Gehalts.<\/p>\n
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