Light-for-High-Voltage

Das Hauptziel des Projekts “Light for High-Voltage Photovoltaics” ist es, den Anomalen Photovoltaischen Effekt (APV-Effekt) in ferroelektrischen/multiferroischen Materialien einer Anwendung zuzuführen. Der APV-Effekt führt zu einer offenen Klemmspannung (VOC, in Volt), die größer als die Bandlücke (in eV) des unter Beleuchtung stehenden Materials ist. Dies unterscheidet ihn vom Fall der Halbleiter-basierten Photovoltaik, wo die offene Klemmspannung durch die Bandlücke des Materials begrenzt ist. Auch erfordert der APV-Effekt keinen pn-Übergang zur Erzeugung eines Photostroms. Entscheidend ist stattdessen die nicht-zentrosymmetrische Kristallstruktur der ferroelektrischen/multiferroischen Materialien, die die Basis für diesen photovoltaischen Effekt bildet.

Die Forschung konzentriert sich insbesondere auf die Erhöhung des generierten Photostroms und die Verringerung der Bandlücke von Materialien, um den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen. So soll ein neues Kapitel der Photovoltaik eröffnet werden, das durch eine gezielte Kontrolle der Photoantwort charakterisiert sein wird. Die gezielte Modifikation der ferroelektrischen und multiferroischen Materialien im Hinblick auf eine deutliche Verbesserung der Nutzbarkeit des Anomalen Photovoltaischen Effekts soll dabei folgendermaßen vorgenommen werden:

  1. durch eine gezieltes Tuning der kristallographischen Asymmetrie;
  2. durch eine gezielte Verminderung der Bandlücke;
  3. durch eine kontrollierte Einstellung der bandnahen Zustände in der Bandlücke;
  4. durch eine Ausnutzung der tensoriellen Natur des APV-Effekts.

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