Cadmiumtellurid-Dünnschichtsolarzellen haben eine geringere Dicke als herkömmliche kristalline Siliziumsolarzellen. Sie sind nicht nur effizienter, sondern auch kostengünstiger, was sie besonders attraktiv macht. Die Gesamtdicke einer CdTe-Dünnschichtsolarzelle, einschließlich aller Schichten und Schutzbeschichtungen, liegt in der Regel zwischen 2.000 bis 5.000 Nanometer. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat im Durchschnitt einen Durchmesser von etwa 60.000 bis 100.000 nm, sodass CdTe-Dünnschichtsolarzellen 20 bis 50 Mal dünner sind als ein menschliches Haar. CdTe-Nanodrähte sind sogar noch winziger. Diese drahtähnlichen Strukturen, die aus Cadmiumtellurid (CdTe), einem Halbleitermaterial, bestehen, haben einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 nm.
Im Vortrag vom 6. Oktober 2024 mit Shiljashree Vijay, Wei Cheng und Syed Mubeen, der den Titel "Untersuchung des Potenzials von Chalkogenid-Bauelementen auf Basis von Cadmiumselenid-Nanodrähten für die photoelektrochemische Wasserstoffproduktion" trägt, geht es um das Potenzial der photoelektrochemischen (PEC) Wasserspaltung. In diesem Zusammenhang werden Tandem-PEC-Geräte mit Doppelübergang als vielversprechende Lösung angesehen, da sie eine verbesserte Effizienz und Stabilität bieten. Dies ist genau das Forschungsprojekt von Mubeen und Joun Lee, die sich mit ihrem Team in Iowa auf die Entwicklung von Tandem-Heterostrukturen konzentrieren (#10253). Tandem-Heterostrukturen bestehen aus zwei (oder mehr) unterschiedlichen Halbleiterschichten, die übereinander angeordnet sind. Diese Schichten haben jeweils unterschiedliche Bandabstände, also Energieniveaus, bei denen sie Licht absorbieren und Elektronen freisetzen. Typischerweise wird das Sonnenlicht in einem Tandem-Design in verschiedenen Spektralbereichen optimal genutzt nutzt. SunHydrogen nutzt solche Tandem-Heterostrukturen auf Basis von Nanopartikeln, um Licht möglichst effizient in die Energie zur Wasserspaltung umzuwandeln. Tandem-Heterostrukturen ermöglichen, den Wasserstoff ohne externe Energiequelle außer Sonnenlicht zu erzeugen. Ich als Laie stelle mir eine CdTe-Dünnschichtsolarzelle oder eine Tandem-Heterostruktur in Form von Folien vor, die auf Solarpanels aufgebracht werden und 20 bis 50 Mal dünner sind als ein menschliches Haar, was wissenschaftlich gesehen mit Sicherheit Blödsinn ist.
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