Glas in einen „transparenten“ Lichtenergie-Sammler verwandeln

Was passiert, wenn man Telluritglas Femtosekundenlaserlicht aussetzt? Das ist die Frage, die Gözden Torun vom Galatea Lab der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Tokyo Tech in ihrer Abschlussarbeit beantworten wollte, als sie die Entdeckung machte, dass Fenster eines Tages zu einem einzigen Material werden könnten, das Licht sammelt und erfasst Geräte. Der Ergebnisse werden veröffentlicht in Angewandte körperliche Untersuchung.

Die Wissenschaftler interessierten sich dafür, wie sich die Atome im Telluritglas neu organisieren würden, wenn sie schnellen Pulsen hochenergetischen Femtosekunden-Laserlichts ausgesetzt würden, und stießen darauf die Bildung nanoskaliger Tellur- und TelluroxidkristalleBeide Halbleitermaterialien wurden genau dort in das Glas geätzt, wo das Glas freigelegt worden war. Das war der Aha-Moment für die Wissenschaftler, denn ein halbleitendes Material, das dem Tageslicht ausgesetzt wird, kann zur Stromerzeugung führen.

„Da Tellur halbleitend ist, haben wir uns aufgrund dieser Erkenntnis gefragt, ob es möglich wäre, dauerhafte Muster auf die Oberfläche des Telluritglases zu schreiben, die bei Lichteinwirkung zuverlässig Elektrizität induzieren könnten, und die Antwort ist ja“, erklärt Yves Bellouard, der das Galatea-Labor der EPFL leitet . „Eine interessante Wendung der Technik besteht darin, dass für den Prozess keine zusätzlichen Materialien benötigt werden. Alles, was man braucht, ist Telluritglas und einen Femtosekundenlaser, um ein aktives fotoleitfähiges Material herzustellen.“

Unter Verwendung von Telluritglas, das von Kollegen der Tokyo Tech hergestellt wurde, brachte das EPFL-Team sein Fachwissen in der Femtosekundenlasertechnologie ein, um das Glas zu modifizieren und die Wirkung des Lasers zu analysieren. Nach der Belichtung eines einfachen Linienmusters auf der Oberfläche eines Telluritglases mit einem Durchmesser von 1 cm stellte Torun fest, dass es einen Strom erzeugen konnte, wenn es UV-Licht und dem sichtbaren Spektrum ausgesetzt wurde, und zwar über Monate hinweg zuverlässig.

„Es ist fantastisch, wir verwandeln Glas vor Ort mithilfe von Licht in einen Halbleiter“, sagt Yves Bellouard. „Wir verwandeln Materialien im Wesentlichen in etwas anderes und nähern uns vielleicht dem Traum des Alchemisten.“