Detailseite
Projekt
Aufklärung des Einflusses struktureller Partikeleigenschaften bei der Synthese maßgeschneiderter AZO-Nanokristalle und ihrer Prozessierung zu funktionalen Dünnfilmen
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313569415
Der kristalline n-Halbleiter Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO) weist aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften, wie z.B. seinem geringen elektrischen Widerstand, seiner guten mechanischen Stabilität sowie seiner hohen Transparenz im sichtbaren Spektralbereich ein hohes Anwendungspotential im Bereich der Halbleitertechnik auf. Hierbei gilt AZO in Form von flüssigen Dispersionen – als sog. Transparentes Leitfähiges Oxid (TCO) – in den Anwendungsbereichen Dünnschicht-Solarzellen, Leuchtdioden oder in der druckbaren Elektronik, als attraktive Alternative zu bisher verwendeten Indium-basierten Oxiden. Durch Zusammenarbeit der AG´s Nirschl und Garnweitner soll im Rahmen dieses Gemeinschaftsprojektes ein umfassendes Prozessverständnis über die Herstellung von partikulären Dünnschichten unter Einsatz von qualitativ hochwertigen AZO-Nanokristallen mit maßgeschneiderten Kristallformen und -größen sowie einer definierten Al-Dotierung zur Einstellung spezifischer Anwendungseigenschaften erlangt werden. Hierbei ist eine Betrachtung des Gesamtprozesses durch Verknüpfung der Teilprozesse: „Herstellung-->Stabilisierung-->Beschichtung“ vorgesehen.Im Rahmen der ersten Förderperiode konnte durch eine enge Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Forschungsgruppen ein umfangreiches Verständnis über die ablaufenden Partikelbildungs- und Wachstumsprozesse von AZO-Nanokristallen während ihrer Herstellung über die Benzylamin- und Benzylalkoholroute gewonnen werden. Hierbei beschäftigte sich die AG Garnweitner detailliert mit der Benzylalkoholroute sowie deren Einflussparametern, während die AG Nirschl schwerpunktmäßig ein Wachstumsmodell zur zeitaufgelösten Beschreibung partikulärer Vorgänge von sphärischen AZO-Kristallen über die Benzylaminroute mittels SAXS-Analyse entwickelte. Im Mittelpunkt der Analytik beider AG´s stand die Röntgentreumethodik, die wichtige Erkenntnisse über zeitabhängige Wachstums- und Stabilisierungsprozesse im Nanometerbereich (<100nm) lieferte. Den beiden Antragstellern gelang es, definierte Kristallformen und –größen von AZO durch gezielte Prozesssteuerung der jeweiligen Syntheserouten zu erzeugen, welche die partikulären Schichteigenschaften sowie die finalen Anwendungseigenschaften der AZO-Dünnschichten im weiteren Projektverlauf wesentlich beeinflussen werden.Der vorgelegte Antrag über eine zweite Förderperiode hat das Ziel, die bisher erlangten Erkenntnisse beider AG´s aus der ersten Förderperiode bezüglich der Wachstums- und Bildungsprozesse von AZO-Nanokristallen über die beiden Syntheserouten auf die nachfolgenden Prozessschritte (Stabilisierung-->Beschichtung) zu übertragen und mittels Röntgenstreuung an Partikeln so miteinander zu verknüpfen, dass eine Betrachtung der gesamten Prozesskette bis hin zur Herstellung von AZO-modifizierten Dünnschicht-Solarzellen sowie organischen Leuchtdioden mit einstellbaren Anwendungseigenschaften möglich sein wird.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
