Solarzellforschung: Steigerung der Lichtausbeute

Im Licht steckt jede Menge Energie. Die Natur versteht seit langem, diese Energie in der Photosynthese effektiv zu nutzen. Wissenschaftler von der Ludwig-Maximilians-Universität München haben in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität von Ohio gezeigt, dass sich mit Silber-Nanoteilchen die Effizienz von Lichtsammelkomplexen, den zentralen Funktionsträgern für das Einsammeln von Licht bei der Photosynthese, steigern lässt. Zur Messung wurden zunächst Silberinseln mit einem Durchmesser von etwa 80 nm auf Deckgläser aufgebracht. Diese dienten als Unterlage für PCP (Peridinin-Chlorophyll-Protein)-Komplexe aus Algen der Art Amphidinium carterae. Die PCP-Moleküle wurden mit Laserlicht im blau-grünen Wellenlängenbereich angeregt und fluoreszenzspektroskopisch untersucht. Das resultierende Mess-Signal zeigte sowohl bei einzelnen PCP-Molekülen als auch im Molekülverband eine bis zu 18-fache Verstärkung der Fluoreszenzintensität. Hinweise auf eine Änderung der Proteinstruktur wurden bei den Messungen nicht gefunden. Die Schlussfolgerung daraus ist, dass die PCP-Komplexe auch in Gegenwart der Silberinseln strukturell und funktionell intakt bleiben. Diese Entdeckung könnte bedeutsam für die Entwicklung neuartiger Solarzellen nach biologischem Vorbild sein.