Filmreife Festkörperforschung

Wie mit Supercomputern neue Materialien für Solarzellen entdeckt werden

Abstract

Die Entdeckung neuer Materialien war schon immer eng mit technologischen und gesellschaftlichen Entwicklungen verknüpft. Die Einteilung der Urgeschichte in Stein-, Bronze- und Eisenzeit, also jener Materialien, welche die Menschheit für Werkzeuge und Waffen genutzt hat, ist ein Beispiel dafür. Unsere Ära wird oft als das Silizium-Zeit­alter bezeichnet, weil Silizium essen­tiell für die Entdeckung und Entwicklung elektronischer Bauteile wie Transistoren war, auf welchen die gesamte Informationstechnologie basiert. Silizium spielt auch immer noch eine wichtige Rolle in der Entwicklung von Solarzellen, welche Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln können. Weltweite Forschungsbestrebungen sind heute darauf ausgerichtet, neue Materialien zu entdecken, um diese Zellen effizienter zu machen, indem man also mehr Energie aus dem Sonnenlicht gewinnt. Diese Suche nach neuen Materialien wird unter anderem durch quantentheoretische Berechnungen mit hochparallelen Super­computern vorangetrieben: riesige, ganze Hallen füllende Hightech-Geräte, mit denen aller Voraussicht nach schon bald Filme von atomaren und elektronischen Prozessen auf der Nanoskala aufgenommen werden.