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Projekt
Optoelektronische Charakterisierung von gedruckten organischen Solarzellen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professor Dr. Dieter Neher; Professorin Dr. Safa Shoaee
Fachliche Zuordnung
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461909888
Für organische Solarzellen auf der Basis von Nicht-Fulleren-Akzeptoren (NFA) werden die höchsten Wirkungsgrade mit schleuderbeschichteten photoaktiven Schichten aus halogenierten Lösungsmitteln mit ca. 100 nm dicken aktiven Schichten berichtet. Es wurde gezeigt, dass solche Schichten eine gut definierte intermolekulare Nanostruktur und eine geringe energetische Unordnung aufweisen. Die Situation könnte sich weitgehend ändern, wenn dickere aktive Schichten aus nicht chlorierten Lösungsmitteln gedruckt werden. In diesem Vorschlag werden wir die energetische Unordnung mit den photovoltaischen Parametern in Verbindung bringen, indem wir eine detaillierte Analyse der Eigenschaften von gedruckten Bauelementen, die aus gutartigen Lösungsmitteln hergestellt wurden, mit denen von schleuderbeschichteten modernen Solarzellen durchführen. Es wird davon ausgegangen, dass dickere aktive Schichten, die aus nicht-halogenierten Lösungsmitteln gedruckt werden, eine andere Mischbarkeit, Grenzflächenwechselwirkung und Morphologie und damit energetische Unordnung aufweisen. Zu diesem Zweck werden wir im Rahmen des Projekts die transiente Absorption, das zeitverzögerte Kollektionsfeld und die fotostrominduzierte Absorption einsetzen, um die Erzeugung und Rekombination freier Ladungen in Abhängigkeit von Feld und Temperatur zu untersuchen. Andererseits werden raumbegrenzte Ladungsstrommessungen verwendet, um die energetische Unordnung und die Mobilität der gedruckten Bauelemente zu quantifizieren. Die Ergebnisse werden in Zusammenarbeit mit den Gruppen des Konsortiums in detaillierte Bauelementesimulationen einfließen. Unsere Untersuchungen werden mit ausgewählten Materialkombinationen beginnen, für die bereits hohe Wirkungsgrade auf schleuderbeschichteten Bauelementen berichtet wurden, und mit aktiven Einzelkomponentenschichten fortgesetzt, die im Laufe dieser Forschergruppe entwickelt werden, die auch den Schwerpunkt der zweiten Förderperiode bilden wird.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
