habe einen lesenswerten Artikel zum Thema "Organische Solarzellen" gefunden:
Eigentlich ist das Prinzip einer organischen Solarzelle ganz simpel: Zwischen zwei "Stromabnehmern" befinden sich zwei Substanzen, die sich so wenig mischen wie Wasser und Öl. Die eine - zumeist ein Polymer - gibt Elektronen ab, wenn Licht auf sie trifft. Die andere - in der Regel ein so genanntes Fulleren, also Kohlenstoff, der wie ein Fußball kugelförmig angeordnet ist - nimmt die Elektronen auf und leitet sie an den entsprechenden Abnehmer, die Kathode, weiter. Strom fließt, wie die Praxis beweist.
"Nach den gängigen physikalischen Gesetzen sind die vom Licht erzeugten positiven und negativen Ladungen, die immer paarweise auftreten, eigentlich nur schwer zu trennen, da sie einander anziehen", erklärt Dyakonov das theoretische Problem bei der Sache. Die Vorstellung, Photonen könnten Elektronen aus einem Atom oder Molekül quasi herauskicken, stimmt nämlich nur ansatzweise. Absorbiert das Polymer Licht, entstehen in Wirklichkeit "Exzitone": Die Elektronenwolke, die um ein Molekül herumschwirrt, ändert ihre Form, es kommt zu Ladungsverschiebungen - der Physiker spricht davon, dass ein "stark gebundenes Elektron-Loch-Paar" entsteht. Carsten Deibel bestimmte nun die Energie, die nötig ist, um die Ladungen zu trennen. Anschließend haben er und sein Diplomand Thomas Strobel in verschiedenen Computermodellen die komplexe Bewegung der Ladungspaare in Polymer-Fulleren-Solarzellen simuliert und tatsächlich Bedingungen gefunden, unter denen das berechnete Ergebnis mit dem Befund aus der Praxis übereinstimmt.
"Der ganze Prozess funktioniert nur, wenn das Polymer eine Mindestlänge besitzt", erklärt Deibel. Erst dann kann sich das Elektron an der Grenzfläche zum Fulleren lösen und entlang der Kohlenstoffkugeln zur Kathode wandern. Der positiv geladene Rest des Exzitons hingegen bleibt im Polymer und gleitet entlang dieser Ketten zur Anode.
QuelleIn der fotoaktiven Schicht (rot) einer organischen Solarzelle wird ein Elektron-Loch-Paar erzeugt und es fließt ein Strom zwischen den beiden Elektrodenschichten (blau).
