Ort: Hörsaal im LfI (Schneiderberg 32, Hannover, Deutschland)
Zeit: Mittwoch, den 29.11.06 um 17:30 - 18:30 + anschließendes Beisammensein
"Elektrochemische Abscheidung von nanoporösen Metalloxid-Filmen für farbstoffsensibilisierte Solarzellen"
Steigender Energiebedarf und zur Neige gehende fossile Brennstoffressourcen werden in Zukunft die zunehmende Nutzung von Solarenergie erforderlich machen. Herkömmliche anorganische Solarzellen wie der "Klassiker" aus Silizium sind jedoch teuer in der Herstellung und würden bei Nutzung im großen Stil zu einem erheblichen Anstieg der Strompreise führen. Man sucht daher nach Alternativen, die geringere Kosten pro gelieferter Leistung aufweisen. Eine solche Alternative ist die farbstoffsensibilisierte Solarzelle (kurz "Farbstoffsolarzelle"). Grundlage der Farbstoffsolarzelle ist eine nanoporöse, halbleitende Metalloxid-Elektrode mit an die Oberfläche adsorbierten Farbstoffmolekülen. Durch Lichtabsorption werden Elektronen in den Farbstoffmolekülen angeregt und auf den Halbleiter übertragen. Die Regeneration der Farbstoffe erfolgt durch Elektronenübertragung aus einem Redox-Elektrolyten, der seinerseits an der Gegenelektrode regeneriert wird.
Als besonders geeignet für die Herstellung von nanoporösen Elektroden für Farbstoffsolarzellen hat sich die elektrochemische Abscheidung erwiesen. Die Porosität der Filme wird durch die Zugabe von strukturdirigierenden Agenzien (z.B. große organische Moleküle oder Tenside) während der Filmabscheidung erreicht. Im Gegensatz zur Präparation nanoporöser Elektroden aus Nanopartikeln sind für die Herstellung keine hohen Temperaturen erforderlich. Weiterhin weisen elektrochemisch abgeschiedene Filme die besseren Elektronentransporteigenschaften auf.
Nach einer Einführung in das Thema Farbstoffsolarzellen wird in diesem Vortrag vor allem die elektrochemische Abscheidung von nanoporösen ZnO-Filmen für Farbstoffsolarzellen behandelt. Weiterhin werden erste Ergebnisse zur Abscheidung von nanoporösen TiO2-Filmen vorgestellt.
"Spektroskopie ballistischer Elektronen in Halbleiter-Nanostrukturen"
In hoch reinen Halbleitern aus Gallium-Arsenid können sich Elektronen bei tiefen Temperaturen über viele Mikrometer quasi frei bewegen, ohne ihre Richtung oder Geschwindigkeit zu verändern, bevor sie an einer Verunreinigung oder auch mit anderen Elektronen streuen. Dieses ballistische Transportregime kann in ausreichend kleinen Bauelementen beobachtet werden. Besonders interessante Effekte treten auf wenn die Bewegung der Elektronen auf eine Ebene oder eine Linie eingeschränkt werden. Ich werde zunächst eine Einführung in die Effekte geben, die in solchen zwei bzw. eindimensionalen Elektronensystemen mit Abmessungen im (Sub-)Mikrometer-Bereich auftreten.
In meinem Forschungsprojekt verwende ich ballistische Elektronen als Probe für das Verhalten von Halbleiter-Nanostrukturen. Ein kurzer Quantendraht oder Quantenpunkt kann bei Anlegen einer Spannung ballistische Elektronen in die Umgebung emittieren, die mit einem geeigneten Detektor spektroskopisiert werden können. Als energieauflösender Detektor wird ein weiterer Quantenpunkt verwendet. Ich werde die Detektionsmethode und erste Spektren erläutern.
