Neues Material für Röntgendetektoren: Solarzellen können helfen, Knochenbrüche zu finden

Die Herstellung sei jedoch wesentlich einfacher und günstiger, betonen die Forscher. Außerdem erweiterten sich dadurch die Anwendungsbereiche der Halbleiter. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Nature Photonics veröffentlicht.

In der Solartechnik geht es wie in der Röntgentechnik darum, Licht zu absorbieren
Während Röntgenbilder früher mit fotografischen Filmen aufgenommen wurden, gibt es mittlerweile auch digitale Röntgenkameras, die jedoch sehr teuer sind. In den Detektoren werden Halbleiter aus Silizium oder Selen in aufwändigen und komplizierten Vakuumverfahren verbaut. In der Solartechnik, bei der es wie in der Röntgentechnik darum geht, Licht zu absorbieren, werden immer häufiger lösungsprozessierte Halbleiter eingesetzt: Sie lassen sich einfach auf Trägerschichten wie Glas oder Kunststoff aufdrucken und sparen damit Produktionskosten.
FAU-Wissenschaftler um Prof. Dr. Wolfgang Heiß sind mit Forschern der Johannes Kepler Universität Linz und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich der Frage nachgegangen, ob diese Halbleiter, die in Solarzellen auf Lichtwellen reagieren, auch für Röntgenbilder geeignet sein könnten.

Solarzellen selbst sind zu dünn, um als Detektoren zu dienen
Für ihre Versuche bestrahlten sie eine Dünnschicht-Solarzelle, bestehend aus einem Halbleiter aus einem metall-organischen Perowskiten, mit Röntgenwellen. Dieser Halbleiter hat einen hohen Anteil an Blei. Das Element absorbiert Röntgenstrahlung vergleichsweise gut. Die Forscher stellten fest, dass sich der Halbleiter prinzipiell sehr gut eigne, um die Strahlen zu detektieren. Jedoch fanden sie auch heraus, dass die Solarzellen selbst viel zu dünn sind, um als Detektoren zu dienen.
Die Linzer Kollegen stellten daraufhin Detektoren her, bei denen die Halbleiterschicht etwa 300-mal so dick war wie in den Solarzellen. Damit erzielten sie genauso gute Ergebnisse wie mit Detektoren aus Festkörper-Halbleitern, für deren Herstellung aufwendige Vakuum-Beschichtungsanlagen nötig sind. Mit diesen Ergebnissen sei ein wesentlicher Schritt in Richtung kostengünstiger Röntgendetektoren gelungen, betonen die Forscher.

31.05.2015 | Quelle:  Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH