Erzeugung von elektrischem Strom

Nachdem das Sonnenlicht in Exzitonen umgewandelt wurde (s. vorhergehende Seite), kann dieses Elektronen-Loch-Paar in einem zweiten Schritt getrennt werden. Hierfür wird ein zweites Material mit passenden Eigenschaften benötigt. Es handelt sich ebenfalls um einen organischen Halbleiter, die beiden Materialien unterscheiden sich jedoch in ihrer Beziehung zu Elektronen und Löchern: Während eines der beiden Materialien für die Aufnahme von Elektronen geeignet ist, ist das zweite für die Aufnahme von Löchern optimiert. Man kann sich diese Situation bildlich wie eine Ebene mit einer Stufe vorstellen, wobei der höhere Bereich das eine Material, der niedrigere Bereich das zweite Material darstellt. Elektronen verhalten sich in diesem Bild wie Bälle, die auf der Ebene liegen, und die Löcher wie Gasluftballons, die von unten gegen die Fläche drücken. Ein Elektron kann also durchaus vom ersten Material, dem Donator, auf das zweite Material, den Akzeptor, hinüber rollen, jedoch nicht wieder zurück. Mit den Löchern verhält es sich genau entgegengesetzt. Durch die Stufe treiben die Elektronen somit nach rechts, wobei die Löcher nach links wandern.
Diese Energiestufe hilft dabei, Elektronen und Löcher zu trennen, so dass dadurch zwei separate Bereiche entstehen, das eine Material, das die Elektronen aufnimmt, wird negativ geladen, und das andere Material, das die Löcher aufnimmt, wird positiv geladen. Die beiden Materialien werden entsprechend ihrer Rollen Akzeptor (rechts, Elektronen akzeptierendes Material) und Donator (links, Elektronen gebendes Material) genannt.


2012 by OES, Johannes Widmer