Laterale elektrooptische Charakterisierung von organischen Solarzellen<\/p>\n
Solarzellen auf der Basis konjugierter Polymere sind aussichtsreiche Vertreter der D\u00fcnnschichtphotovoltaik. Im Laborma\u00dfstab werden mittlerweile Energiekonversions-effizienzen erreicht, die mit denen kommerzieller D\u00fcnnschichttechnologien, z.B. amorphen Silizium-solarzellen, vergleichbar sind [1]. Aufgrund der potentiell niedrigen Material- und Prozessierungskosten und einem gleichzeitig hohen Produktionsdurchsatz w\u00e4chst die umweltpolitische wie kommerzielle Relevanz dieser Technologie stetig [2]. Die Verwendung organischer Materialien birgt jedoch den Nachteil einer geringen Stabilit\u00e4t gegen\u00fcber Umwelteinfl\u00fcssen. Das komplexe Zusammenwirken von physikalischen und chemischen Prozessen im Schichtaufbau der Solarzelle f\u00fchrt zu einer vergleichbar schnellen Degradation, d.h. einer zeitlich fortschreitenden Verringerung der Effizienz [3]. Dar\u00fcber hinaus wirkt sich die generelle Architektur von D\u00fcnnschichtsolarzellen negativ auf die Effizienz hochskalierter Solarzellen mit gro\u00dfer Fl\u00e4che aus [4].<\/p>\n
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Im Rahmen dieses Promotionsprojektes wird eine Messmethodik zusammen mit einer entsprechenden Modellierung entwickelt, die die schnelle und gezielte Charakterisierung von D\u00fcnnschichtsolarzellen erm\u00f6glichen. Exemplarisch werden dabei in erster Linie Polymer-Solarzellen und -Module untersucht. Das Messverfahren, welches auf der ortsaufgel\u00f6sten Detektion von Lumineszenzstrahlung mittels CCD-Kamera basiert, ist dabei einfach umsetzbar und kann nach hinreichender Optimierung zuk\u00fcnftig eine erweiterte Charakterisierung w\u00e4hrend des Produktionsprozesses erm\u00f6glichen. Neben den technischen Aspekten der Methodik sowie deren Einsatz zur Qualit\u00e4tskontrolle von Solarzellen spielen insbesondere die physikalischen Aspekte des detektierten Messsignals eine wesentliche Rolle. Durch kombinierte elektrische und optische Anregung des photoaktiven organischen Materials wird mit der entwickelten Methode erstmals eine qualitative und quantitative Unterscheidung zwischen Degradation der Ladungstr\u00e4ger-injizierenden Elektroden und des Licht absorbierenden bzw. emittierenden organischen Halbleiters erreicht [5, 6]. F\u00fcr eine quantitative Analyse zur Bestimmung von Materialeigenschaften lassen sich Rezipozit\u00e4tsrelationen ableiten, die aus der physikalischen Umkehrbarkeit mikroskopischer Prozesse resultieren [7, 8]. F\u00fcr eine, aufgrund der D\u00fcnnschichtarchitektur ben\u00f6tigte, laterale Modellierung werden die abgeleiteten Relationen mit einem Modell verkn\u00fcpft, das die lokale Beschreibung der Solarzelle erlaubt [9]. Die kombinierte Modellierung wird dann im Rahmen von Simulationen genutzt, um reale lokale Defekte theoretisch zu reproduzieren und um deren Einfluss auf das globale Leistungsverhalten der Solarzelle zu bestimmen.<\/p>\n
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[1] M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, et al., Progress in Photovoltaics: Research and Applications <\/em>20<\/em><\/strong>, 606-614 (2012). Laterale elektrooptische Charakterisierung von organischen Solarzellen Solarzellen auf der Basis konjugierter Polymere sind aussichtsreiche Vertreter der D\u00fcnnschichtphotovoltaik. Im Laborma\u00dfstab werden mittlerweile Energiekonversions-effizienzen erreicht, die mit denen kommerzieller D\u00fcnnschichttechnologien, z.B. amorphen Silizium-solarzellen, vergleichbar sind [1]. Aufgrund der potentiell niedrigen Material- und Prozessierungskosten und einem gleichzeitig hohen Produktionsdurchsatz w\u00e4chst die umweltpolitische wie kommerzielle Relevanz dieser Technologie stetig […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52754","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20011\/142","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Seeland","dbu_stipendiaten_vorname":"Marco","dbu_stipendiaten_titel":"Dr.","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2011-11-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2014-10-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Technische Universit\u00e4t Ilmenau
[2] T. D. Nielsen, C. Cruickshank, S. Foged, et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells <\/em>94<\/em><\/strong>, 1553-1571 (2010).
[3] M. J\u00f8rgensen, K. Norrman and F. C. Krebs, Sol. Energy Mater. Sol. Cells <\/em>92<\/em><\/strong>, 686-714 (2008).
[4] H. Hoppe, M. Seeland and B. Muhsin, Solar Energy Materials and Solar Cells <\/em>97<\/em><\/strong>, 119-126 (2012).
[5] M. Seeland, R. R\u00f6sch and H. Hoppe, Journal of Applied Physics <\/em>109<\/em><\/strong>, 064513 (2011).
[6] M. Seeland, R. R\u00f6sch and H. Hoppe, Imaging Techniques for Studying OPV Stability and Degradation, in Stability and Degradation of Organic and Polymer Solar Cells<\/em>, edited by F. C. Krebs (John Wiley & Sons, 2012).
[7] P. W\u00fcrfel, Journal of Physics C-Solid State Physics <\/em>15<\/em><\/strong>, 3967-3985 (1982).
[8] U. Rau, Physical Review B <\/em>76<\/em><\/strong>, 085303 (2007).
[9] M. Seeland, R. R\u00f6sch and H. Hoppe, Journal of Applied Physics <\/em>111<\/em><\/strong>, 024505 (2012).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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