Flache Dotierungen und Kompensationszentren in Antimonchalkogeniden

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Eduard Lavrov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513760901

Der dringende Bedarf an hocheffizienten, kostengünstigen Solarzellen motiviert Forscher, nach neuen Absorbermaterialien für die Dünnschicht-Photovoltaik zu suchen. Antimontriselenid (Sb2Se3) und Antimontrisulfid (Sb2S3) haben ein immenses Forschungsinteresse als neue Absorber für hocheffiziente, umweltfreundliche, stabile und kostengünstige Dünnschicht-Solarzellen erhalten. Defekte und Verunreinigungen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Leistungsfähigkeit aller Halbleiterbauelemente. Derzeit ist die Physik von Defekten in Sb2Se3 und Sb2S3 noch unerforscht und es ist nicht eindeutig klar, welche der intrinsischen Defekte, Verunreinigungen oder Defektkomplexe und in welchem Umfang freie Ladungsträger induzieren oder als schädliche Haftstellen oder Rekombinationszentren wirken. Unser Antrag zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen.Zentrales Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist die Untersuchung grundlegender Eigenschaften von flachen Dotierungen und Kompensationszentren in einkristallinen Sb2Se3 und Sb2S3. Dabei konzentrieren wir uns auf technologisch wichtige Verunreinigungen wie z.B. Chlor, Sauerstoff und Wasserstoff. Optische und elektrische Spektroskopie werden eingesetzt, um Einblicke in die mikroskopische Struktur, elektrische Aktivität, thermische Stabilität, Diffusionsmechanismen, die Evolutionskinetik und die Bildung von Komplexen zwischen extrinsischen Dotierelementen und intrinsischen Defekten zu erhalten. Das Projekt wird zu einem besseren Verständnis von Defekten in Sb2Se3 und Sb2S3 beitragen und somit die Bemühungen unterstützen, diese Materialien zu einer breiteren technologischen Nutzung in der Photovoltaik, photoelektrochemischen Zellen oder anderen solarbetriebenen Anwendungen zu bringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen