Mg-Dotierung por\u00f6ser ZnO-Schichten<\/p>\n
Die effektive Nutzung von Sonnenlicht f\u00fcr die Erzeugung von Energie spielt in jedem realistischen Zukunftszenario eine gro\u00dfe Rolle f\u00fcr das Erreichen unserer selbstgestellten Klimaziele. W\u00e4hrend die meisten Konzepte zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht auf der Umwandlung in W\u00e4rme beruhen, sind Solarzellen in der Lage, elektrische Energie direkt aus Sonnenlicht zu gewinnen. F\u00fcr eine m\u00f6glichst umfassende Ausnutzung des auf die Erde treffenden Sonnenlichts ist es n\u00f6tig, 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\u00e4ngig vom Winkel des einfallenden Lichts als schichtartig aufgebaute Solarzelltypen. Er erm\u00f6glicht die effektive Absorption von Streulicht und sorgt so auch unter Licht niedriger Intensit\u00e4t f\u00fcr gute Wirkungsgrade. Zus\u00e4tzlich kann durch die Wahl unterschiedlicher Farbstoffe auch das Erscheinungsbild der DSC stark angepasst werden. All dies pr\u00e4destiniert die DSC f\u00fcr Verwendung in Fassaden, Innenr\u00e4umen oder mobilen Anwendungen.\u00a0<\/p>\n
In der DSC wird der Farbstoff auf eine por\u00f6se Halbleiterschicht aufgebracht. Durch die Absorption von Licht wird ein Elektron innerhalb des Farbstoffs in einen h\u00f6heren energetischen Zustand angeregt und von dort in das Leitungsband des Halbleiters injiziert. W\u00e4hrend ein gewisser Unterschied zwischen diesen Energieniveaus als Triebkraft f\u00fcr die Injektion ben\u00f6tigt 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\u00e4hrend des Prozesses zu minimieren. Um dies zu erreichen, soll die Leitungsbandkante des Halbleiters energetisch an den angeregten Zustand des Farbstoffs angen\u00e4hert werden.<\/p>\n<\/p>\n
W\u00e4hrend 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\u00e4t 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\u00f6\u00dferung der Bandl\u00fccke durch die Kontrolle des Mg-Gehalts.<\/p>\n
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