Photoelektronenspektrometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Konventionelle Photoelektronenspektrometer verwenden hochenergetisches monochromatisches Licht, um Elektronen aus der Oberfläche eines Materials heraus anzuregen. Die Anzahl und die kinetische Energie der Elektronen wird dann durch ein Elektronenspektrometer bestimmt. Dafür benötigt man ultra-hohes Vakuum, um Streuung der Elektronen und damit eine Verfälschung der Messung zu verhindern. Das hier angeschaffte Photoelektronenspektrometer arbeitet dagegen an Luft, was die Messungen sehr einfach gestaltet und auch realistischer Messergebnisse liefert. Der spezielle Aufbau des Elektronenzählers ermöglicht die Messung an Luft. Der Setup erlaubt so sehr einfach und schnell die Messung der Austrittsarbeit verschiedener Metalle oder das Ionisationpotenzial von Polymeren und Molekülen, die als Film vorliegen. Wir haben das Gerät dafür genutzt, Änderungen in der Ionisationsenergie von Molekülen auf z.B der TiO2 Oberfläche zu untersuchen. So konnten wir z.B. in einer systematischen Studie den Einfluss der Änderung der Ionisationsenergie auf die Ladungsträgerdynamik untersuchen und damit durch gezielte Veränderung der Grenzschicht TiO2-Polymer die Ladungstrennung in diesen Hybridsolarzellen systematisch optimieren. Die mit PESA gewonnen Daten sind ein wesentlicher Bestandteil dieser Studie. Auch haben wir es genutzt, um die Rolle der Austrittsarbeit im Metalloxide in hybriden Solarzellen zu untersuchen. In einer anderen Forschungsarbeit wurde das PESA für die Untersuchung von Perowskite Filmen genutzt, um die Ionisationänderung durch verschiedene Behandlungen zu detektieren.[3] Auch hier haben die PESA Daten wichtige Information geliefert, die für die Interpretation der Solarzellen-Wirkungsmechanismen sehr hilfreich waren. Auch in vielen anderen hier jetzt nicht genannten Forschungsprojekten hat das PESA geholfen Aufschluss auf die zugrundeliegenden Mechanismen zu geben. U.A. haben auch andere Gruppen das Gerät genutzt, um ihre Proben zu untersuchen. Zusätzlich zum PESA haben wir eine „räumliche“ Atomabscheideanlage (engl. Spatial Atomic Layer Deposition (S-ALD)) aufgebaut. Diese wird derzeit genutzt um TiO 2 Filme exzellenter Qualität herzustellen und wurde in verschiedenen Arbeiten genutzt um auf ITO TiO2 abzuscheiden, die dann in Solarzellen genutzt wurden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Insights into optoelectronic properties of anti-solvent treated perovskite films. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 2017, 28 (20), 15630-15636
Nawaz, A.; Erdinc, A. K.; Gultekin, B.; Tayyib, M.; Zafer, C.; Wang, K.; Akram, M. N.; Wong, K. K.; Hussain, S.; Schmidt-Mende, L.; Fakharuddin, A.
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Fluorescence-Lifetime-Sensitive Probes for Monitoring ATP Cleavage. Chemistry – A European Journal 2018, 24 (57), 15329-15335
Hammler, D.; Marx, A.; Zumbusch, A.
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Role of the Metal-Oxide Work Function on Photocurrent Generation in Hybrid Solar Cells. Scientific Reports 2018, 8 (1), 3559
Thu, C.; Ehrenreich, P.; Wong, K. K.; Zimmermann, E.; Dorman, J.; Wang, W.; Fakharuddin, A.; Putnik, M.; Drivas, C.; Koutsoubelitis, A.; Vasilopoulou, M.; Palilis, L. C.; Kennou, S.; Kalb, J.; Pfadler, T.; Schmidt-Mende, L.
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Tailored Interface Energetics for Efficient Charge Separation in Metal Oxide-Polymer Solar Cells. Scientific Reports 2019, 9 (1), 74
Ehrenreich, P.; Groh, A.; Goodwin, H.; Huster, J.; Deschler, F.; Mecking, S.; Schmidt-Mende, L.
