Nass-chemisch prozessierte ladungstr\u00e4gerselektive Fensterschichten f\u00fcr organische Solarzellen<\/p>\n
Ziel des vorliegenden Promotionsvorhabens ist die nass-chemische Herstellung Ladungstr\u00e4ger selektiver Fensterschichten f\u00fcr organische Solarzellen. Diese sogenannten Pufferschichten k\u00f6nnen positive Auswirkung auf die Effizienz und Lebensdauer der Solarzellen haben. Neben den Herstellungskosten sind dies die kritischen Faktoren f\u00fcr eine erfolgreiche Markteinf\u00fchrung entsprechender Produkte. Organische Solarzellen haben das Potenzial mit bereits vorhandenen Drucktechnologien und im Vergleich zu Silicium-Solarzellen, kosteng\u00fcnstigeren Materialien, herstellbar zu sein. Aufgrund der M\u00f6glichkeit die Solarzellen auf leichten und flexiblen Foliensubstraten herzustellen, er\u00f6ffnen sich au\u00dferdem neue Anwendungsfelder im Bereich Consumer Electronics und Geb\u00e4udeintegration, so dass die organische Photovoltaik Gegenstand aktueller internationaler Forschung ist. Erste Produkte sind von der Firma Konarka (USA) erh\u00e4ltlich. Die deutsche Firma Heliatek hat in Dresden im M\u00e4rz 2012 eine Fertigungsanlage mit einem Investitionsvolumen von 14 Mio. Euro eingeweiht, die organische Solarmodule in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle Verfahren fertigt. Diese Entwicklungen zeigen, dass sich die organische Photovoltaik im Wandel vom reinen Forschungsthema zum kommerziellen Produkt befindet.
Vor diesem Hintergrund werden in dem vorliegenden Promotionsvorhaben nur l\u00f6sungsmittelprozessierbare Fensterschichten untersucht, um w\u00e4hrend der Herstellung der Solarzellen mit Ausnahme des Aufdampfens einer der beiden Elektroden auf aufw\u00e4ndige Vakuumprozesse verzichten zu k\u00f6nnen. Des Weiteren wird w\u00e4hrend der Arbeit g\u00e4nzlich auf die Verwendung von Indium-Zinn-Oxid Elektroden verzichtet. Diese transparente Elektrode stellt aufgrund der Seltenheit des Indiums keine nachhaltige Zukunftsl\u00f6sung dar.
Die hergestellten Fensterschichten kommen schlie\u00dflich in organischen Tandem-Solarzellen zum Einsatz. Dieses Zellkonzept erlaubt es aufgrund mehrerer photoaktiven Schichten einen breiteren Teil des solaren Spektrums zu absorbieren und dadurch die Effizienz der Solarzelle zu erh\u00f6hen.
Zeitlich sind zun\u00e4chst die Synthesen der Fensterschichtmaterialien geplant. Anschlie\u00dfend werden die Pufferschichten mit verschiedenen Methoden (AFM,REM,UV-VIS,Ellipsometrie) charakterisiert. Mit Hilfe von optischen und elektrischen Simulationen werden dann die optimalen Schichtdicken der organischen Tandem Solarzelle berechnet, um schlie\u00dflich eine Tandemzelle mit l\u00f6sungsmittelprozessierten Fensterschichten herzustellen.
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