Opto-elektronische Prozesse in mit Nanodiamanten wechselwirkenden photovoltaischen Strukturen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Harald Hoppe
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431903417

Das Projekt wird den Einsatz von Nanodiamanten (NDs) zur Verbesserung der (chemischen, elektrischen, optoelektronischen) Eigenschaften organischer Photovoltaik-Solarzellen (PV) vorantreiben. Die mit NDs vorbereiteten Strukturen werden entweder als Schichten (z.B. durch Erweiterung oder Austausch von Ladungsabsaugschichten wie PEDOT: PSS oder ZnO) oder Volumenkomponente (in ternären Volumen-Hetero-Übergangs organischen Solarzellen) sein. Die NDs variieren in der Größe (1-10 nm) und der Oberflächenterminierung (O, H), die alle sehr gut durch die Präparation definiert sind. Die Strukturen werden durch fortschrittliche Rastermikroskopie-Methoden (KPFM, C-AFM) in der Dunkelheit und unter Beleuchtung (DUV-vis, Sol. Simulator) und makroskopische (z.B. Strom-Spannungs) Messungen charakterisiert. Die physikalisch-chemischen Wechselwirkungen zwischen NDs und anderen Ladungstransportmaterialien werden spektroskopisch untersucht (Raman-Streuung, FTIR, PL). Es wird erwartet, dass das Projekt das Wissen über die Rolle und mögliche Anwendung von NDs in der organischen Photovoltaik (z.B. zur Lichtstreuung, zur aktiven Photoresponse, deren optische und chemische Wechselwirkungen, Ladungsgewinnung und-transport) und welche Konfiguration (Größe und Oberflächenfunktionalisierung von NDs, Schicht- oder Volumenkomponente, Art der Photoaktivschicht-Mischung) die besten Eigenschaften in Bezug auf Leistung und Stabilität aufweisen (Energieumwandlungswirkungsgrad, optische und mechanische Eigenschaften, Degradationsstabilität).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Dr. Jan Cermák