Mainzer Solarzellenforschung preisgekrönt

Die Walter und Sibylle Kalkhof-Rose-Stiftung verleiht Frédéric Laquai den Walter Kalkhof-Rose-Gedächtnispreis 2010. Die Stiftungskuratoren würdigten damit Laquais herausragenden Beitrag zur Erforschung „photophysikalischer Prozesse, die Funktion und Eigenschaften organischer Leuchtdioden, Solarzellen und Feldeffekttransistoren bestimmen“, so die Begründung. Die seit 1995 vergebene Ehrung geht alle zwei Jahre abwechselnd an herausragende Nachwuchsforscher der Natur- und Geisteswissenschaften.

Es ist der hochrangigste Preis, der für junge Wissenschaftler vor der Berufung auf eine ordentliche Professur vergeben wird. Die Kalkhof-Rose-Stiftung möchte damit auch an den 1988 verstorbenen Inhaber der Leibniz-Medaille, Walter Kalkhof-Rose erinnern. Der als Philanthrop geltende Mainzer Chemiker und Unternehmer stand als Kuratoriumsvorsitzender des Instituts für Chemie der Max-Planck-Gesellschaft nahe und hat sich für eine Ansiedlung der Polymerforschung in Mainz stark gemacht. Otto Hahn zählte ihn zu seinen persönlichen Freunden.


Grundlagen der organischen Photovoltaik ergründen

Laquais großes Interesse gilt Polymeren mit opto-elektronischen Eigenschaften, insbesondere Materialien, die Strom in Licht und Licht in Strom umwandeln können. Damit eignen sie sich für den Einsatz in organischen Displays und Solarzellen. Diese organischen Solarzellen, LEDs und Feldeffekttransistoren besitzen das Potenzial die etablierten Technologien teilweise zu ersetzen und zu ergänzen. Beispielsweise ist eine Solarzelle aus organischen Halbleiter-Polymeren wesentlich kostengünstiger herstellbar als ihr Pendant aus Silizium und ihr Produktzyklus im Vergleich umweltverträglicher. Bestehende wirtschaftliche und ökologische Vorbehalte gegenüber der herkömmlichen Solartechnologie könnten somit der Vergangenheit angehören.

Einzig die niedrige Effizienz von derzeit unter zehn Prozent Umwandlung der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Leistung und die kürzere Lebensdauer der organischen Solarzellen stehen einem kommerziellen und flächendeckenden Einsatz entgegen. An diesem Punkt setzen Laquais Untersuchungen an: "Neben der Entwicklung neuer, stabilerer Materialien ist ein Verständnis der grundlegenden photophysikalischen Prozesse nötig, die zur Erzeugung und Vernichtung von Ladungen in den Polymeren führen, wenn diese Sonnenlicht absorbieren", präzisiert er sein Forschungsziel. Die exakte Kenntnis des komplexen Geflechts der Eigenschaftsbeziehungen bildet die Grundlage für das Design verbesserter organischer Photovoltaikwerkstoffe.


Wissenschaftliches Interesse von klein auf

Bereits in seiner Jugend beschäftigte sich Frédéric Laquai mit naturwissenschaftlichen Phänomenen und brillierte bei „Jugend forscht“. Im Anschluss an seine Promotion wirkte er als Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft im englischen Cambridge, bevor er 2008 im Alter von nur 29 Jahren zum Leiter einer selbstständigen Nachwuchsforschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Polymerforschung ernannt wurde. Eine Auszeichnung, die er als die größte Anerkennung seiner noch jungen wissenschaftlichen Karriere bezeichnet. Gemeinsam mit ihm forschen neun Mitarbeiter im Bereich der Organischen Optoelektronik.

Für die jungen Wissenschaftler besteht die große Herausforderung darin, exakt zu bestimmen, wie Sonnenlicht elektrische Ladungen in photovoltaischen Materialien erzeugt: "Wir untersuchen mit Hilfe optisch-spektroskopischer Methoden diese Prozesse und verfolgen Entstehung, Transport und Ladungsrekombination in den Polymeren", sagt Laquai während er einen Laserstrahl über einen raumgroßen Tisch mit zahllosen Linsen und Spiegeln in Richtung einer Polymer-Solarzelle lenkt, um deren Eigenschaften zu untersuchen. (idw)