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Aus zwei mach eins: Wie aus grünem Licht blaues wird

Metallorganische Gerüste mit Huckepack-Struktur eröffnen neue Möglichkeiten für Solarzellen und Leuchtdioden – Publikation in der Fachzeitschrift Advanced Materials
Abbildung der Photonen-Hochkonversion
Photonen-Hochkonversion: Die Energieübertragung zwischen den Molekülen basiert auf einem Austausch von Elektronen (Dexter-Transfer) (Abbildung: Michael Oldenburg)

Die Hochkonversion von Photonen ermöglicht, Licht effizienter zu nutzen: Zwei Lichtteilchen werden in ein Lichtteilchen mit höherer Energie umgewandelt. Forscher am KIT haben nun erstmals gezeigt, dass innere Grenzflächen zwischen oberflächengebundenen metallorganischen Gerüstverbindungen (SURMOFs) sich optimal dafür eignen – sie haben aus grünem Licht blaues Licht gemacht. Dieses Ergebnis wurde nun in der Fachzeitschrift Advanced Materials vorgestellt und eröffnet neue Möglichkeiten für optoelektronische Anwendungen wie Solarzellen oder Leuchtdioden.

Der von den Karlsruher Forschern gezeigte Prozess der Photonen-Hochkonversion basiert auf der sogenannten Triplett-Triplett-Annihilierung. Zwei Moleküle sind involviert: ein Sensibilisatormolekül, das Photonen, das heißt Lichtteilchen, absorbiert und Triplett-Anregungszustände erzeugt, und ein Emitter-Molekül, das diese Triplett-Anregungszustände übernimmt und über Triplett-Triplett-Annihilierung ein Photon aussendet, das energiereicher ist als die ursprünglich absorbierten Photonen. „Die Herausforderung besteht darin, diesen Prozess möglichst effizient zu gestalten“, erklärt Dr. Ian Howard, Nachwuchsgruppenleiter am IMT. „Wir haben die Sensibilisator- und Emitterschichten so aufeinander abgestimmt, dass wir eine niedrige Konversionsschwelle und zugleich eine hohe Lichtausbeute erreicht haben.“

Ihre Arbeit stellen die Wissenschaftler in „Advanced Materials“ vor, einer der weltweit führenden Zeitschriften zur Materialforschung: Photon Upconversion at Crystalline Organic-Organic Heterojunctions. Advanced Materials, 2016. DOI: 10.1002/adma.201601718.

Ausführliche Informationen in der Pressemitteilung 112/2016.


or, 10.08.2016