Entwicklung von neuen organischen Halbleitermaterialien und innovativen kombinatorischen Charakterisierungsmethoden für die Entwicklung von effizienten, gedruckten Polymer-Solarzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph J. Brabec
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322714635

Organische Halbleiter haben ein enormes Potential für die Erneuerbare Energieerzeugung, insbesondere für die Erzeugung von grünem, photovoltaischem Strom. Die aktuelle Generation an organischen Halbleitermaterialien leidet aber noch unter verschiedenen Verlustmechanismen die sich entweder auf die Stabilität oder auf die Performance auswirken. Die genauen Verlustprozesse sind noch nicht ausreichend erforscht und die Designregeln für effiziente und stabile Materialien noch nicht ausreichend entwickelt. Dies ist aber zwingend notwendig um insbesondere die Mikrostruktur basierten Degradationsprozesse zu verstehen. Dieser Forschungsantrag plant die Entwicklung einer Generation an neuen, polymer basierten p-Typ, n-Typ und Zwischenschicht Halbleiter um diese Mikrostruktur basierten Degradationsprozesse zu reduzieren, zuverlässige Prozessierungsmethoden zu entwickeln und stabile als auch effiziente Halbleiterkomposite für die photovoltaische Stromwandlung herzustellen. Die beiden Partner, SCUT und FAU, sind komplementär aufgestellt und vereinen ihre jeweiligen Forschungsexpertisen synergetisch um diese Problematik umfassend zu bearbeiten. Neue Materialklassen für die Energiewandlung werden am SCUT synthetisiert und an der FAU mit kombinatorischen Hochdurchsatzmethoden untersucht. Die Demonstration einer 12 % effizienten Solarzelle mit 10 Jahren Lebensdauer (gemessen unter beschleunigten Bedingungen) am Ende des Projektes unterstreichen den innovativen und risikoreichen Charakter der Forschungsinhalte, belegen aber gleichzeitig den möglichen großen Fortschritt und Erkenntnisgewinn durch diesen Antrag.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Hin-Lap Yip