Photoleitfähige organisch-anorganische Kompositmaterialien und ihre Anwendung in optoelektronischen Bauelementen

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Würthner
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390252575

Die Zielsetzung dieses Projektes besteht in der Überwindung einer niedrigen Leitfähigkeit von anorganischen Zwischenlagen optoelektronischer Bauelemente und insbesondere von Polymersolarzellen mittels photoleitfähiger Materialien. Die hier vorgeschlagenen photoleitfähigen Materialien sind Komposite zwischen den anorganischen Halbleitern Zinkoxid sowie Titandioxid mit organischen Photosensibilisatoren auf Basis von Perylenbisimidfarbstoffen, deren gesteigerte Leitfähigkeit auf einem lichtinduzierten Elektronentransfer basiert. Die Abstimmung der Energieniveaus der anorganischen und organischen Komponenten ist hierbei essentiell für den photoinduzierten Elektronentransferprozess. Weiterhin muss die Interaktion zwischen den organischen Molekülen und dem anorganischen Halbleiter die Aggregation der Farbstoffmoleküle verhindern, so dass anstelle einer unerwünschten Phasenseparation der Einbau monomolekularer Farbstoffe in die anorganische Matrix erfolgt. Damit kommt der energetischen und strukturellen Abstimmung beim Moleküldesign eine besondere Bedeutung zu wie auch der Optimierung der Konzentration des Farbstoffs im Kompositmaterial sowie der Bauelemententwicklung. Die beiden Arbeitsprogramme bestehend aus Materialsynthese und Bauelementfabrikation stellen die jeweiligen Arbeitsschwerpunkte für die kooperierenden Gruppen in Deutschland und China dar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Zengqi Xie