Chalkogenid-Perovskite: Effizientere Lichtausbeute als erwartet

Ausgangslage

Chalkogenid-Perowskite gehören zu den vielseitigen Materialien. Sie werden in der Energiewandlung und der Lichttechnologie genutzt. Solarzellen und Fotodetektoren zählen zu ihren Anwendungsgebieten. Die Erforschung dieser Werkstoffe ist im Gange. Bislang konnte die Lichtausbeute dieser Materialien jedoch nicht experimentell bestimmt werden.

Hintergrund

Ein Team von Empa-Forschenden unter der Leitung von Mirjana Dimitrievska hat erstmals die Lichtausbeute von Chalkogenid-Perovskiten experimentell ermittelt. Sie führten eine Untersuchung durch. Dabei kamen fortschrittliche Spektroskopie-Methoden zum Einsatz.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Material eine relativ starke Photolumineszenz aufweist. Allerdings wird diese Photolumineszenz in dünnen Schichten durch Defekte gedämpft. Die Defekte entstehen bei der Synthese und Verarbeitung. Am Einkristall stimmen die Ergebnisse jedoch sehr gut mit der Theorie überein.

Die experimentelle Bestimmung der Lichtausbeute ist ein wichtiger Schritt in der Materialentwicklung. Bisher basierten viele Annahmen auf theoretischen Modellen, doch die praktische Bestätigung dieser Eigenschaften ist entscheidend für die weitere Forschung und kommerzielle Anwendung. Die Diskrepanz zwischen Theorie und Praxis ist in der Materialwissenschaft nicht ungewöhnlich und erfordert oft aufwendige Untersuchungen.

Einordnung für die Schweiz

Die Forschung an Chalkogenid-Perovskiten ist Teil der breiteren Bemühungen, effizientere und nachhaltigere Materialien für die Energieumwandlung zu entwickeln. Die Schweiz ist in diesem Bereich gut positioniert, mit starken Forschungsinstitutionen wie der Empa und dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF).

Diese Forschung könnte auch die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Schweiz stärken.

Was das für Unternehmen bedeutet

Für Unternehmen in der Energie- und Lichttechnologie könnten Chalkogenid-Perovskite neue Möglichkeiten eröffnen. Dies könnte die Herstellung von Solarzellen und anderen Anwendungen kostengünstiger und umweltfreundlicher machen.

Ausblick

Die weiteren Entwicklungen werden zeigen, ob Chalkogenid-Perovskite tatsächlich zum Einsatz kommen. Die Forschenden betonen jedoch, dass ihre Studie gezeigt hat, dass diese Materialien grosses Potenzial haben und sich ihre weitere Erforschung lohnt.

Zusätzlich zu den Anwendungen in Solarzellen und Fotodetektoren könnten die Materialien auch für andere optoelektronische Anwendungen interessant sein. Zudem haben die Forschenden unerwartete Eigenschaften in nadelartigen Strukturen des Materials entdeckt, die Potenzial als Supraleiter und Quantenmaterialien haben.

Die weitere Erforschung der nadelartigen Strukturen und ihrer einzigartigen Eigenschaften könnte zu völlig neuen Anwendungen führen. Diese Strukturen zeigen Potenzial als Supraleiter und Quantenmaterialien, was die Bandbreite der möglichen Anwendungen erheblich erweitern könnte. Die Integration dieser Materialien in erste photonische und elektronische Komponenten wird ein wichtiger nächster Schritt sein.

Einordnung

Chalkogenid-Perovskite sind eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Solarzellenmaterialien. Sie bestehen aus stabilen, ungiftigen und reichlich vorkommenden Elementen, was sie für die Energieumwandlung und Lichttechnologie interessant macht.

Was das für KMU bedeutet

Für Schweizer KMU könnte die Entwicklung von Chalkogenid-Perovskiten neue Geschäftsmöglichkeiten eröffnen. Die Materialien könnten die Herstellung von Solarzellen und anderen Anwendungen kostengünstiger und umweltfreundlicher machen, was insbesondere für Unternehmen in der Energie- und Lichttechnologie von Interesse ist.