Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.01.2019

Verständnis der simultanen Entwicklung der Struktur-Funktions-Beziehungen von Hybridmetallhalogenidperowskiten für bessere Performance, Stabilität und eine nachhaltige Photovoltaik

Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum
Technische Universität München
Lehrstuhl für Funktionelle Materialien

Dr. Carolin M Sutter-Fella
Lawrence Berkeley National Laboratory
Chemical Sciences Division


Hybridmetallhalogenidperowskit-Halbleiter haben aufgrund ihrer hervorragenden optoelektronischen Eigenschaften und ihrer ausgeprägten kristallinen Struktur viel Aufmerksamkeit in der Forschung gefunden, wodurch sie sich hervorragend als Bausteine in der Photovoltaik (Single Junction und Tandem), LEDs, Detektoren und Lasern eignen. Typischerweise werden Bauelemente in der Dünnfilmgeometrie verwendet, wobei die Struktur stark mit der Funktionalität korreliert. Gemischte Hybridperowskite wirken als feste Lösungen, wobei verschiedene Perowskit-Arten in charakteristischen Strukturen kristallisieren, und von solchen Systemen ist bekannt, dass sie viele faszinierende, wenn auch schwer fassbare Eigenschaften besitzen. Es ist bekannt, dass dünne Perowskitfilme lokale Heterogenitäten enthalten, die aus dem ursprünglichen kolloidalen Vorläufern hervorgehen und sich in Variationen innerhalb der resultierenden Filmmorphologie manifestieren, die sich letztendlich auf die Photovoltaik-Eigenschaften auswirken. Aufgrund eines Milieus chemischer Spezies innerhalb der Struktur ist es schwierig, die chemischen Ursprünge struktureller Merkmale und Heterogenitäten in Vorläufern und dünnen Perowskitfilmen zu entschlüsseln. Zu diesem Zweck wird von den beiden Teams ein einzigartiger Messaufbau auf dem neuesten Stand der Technik entwickelt, um die hochentwickelten In-Situ-Messungen zum Aufbau von Struktur-Funktions-Beziehungen des Materials zu realisieren, während es sich in seinen endgültigen Zustand entwickelt. Dies würde das Verständnis von maßgeschneiderten Halbleitereigenschaften, die mit der Chemie der kolloidalen Vorläufer korrelieren, die Entwicklung von Spannungen und dem chemischen Ursprung der strukturellen Dynamik korreliert ist, fördern, während ein Verständnis hinsichtlich der Korrelation des kolloidalen chemischen Vorläufers und der Eigenschaften des fertigen synthetisierten Metallhalogenidperowskit-Halbleiters aus verschiedenen chemischen Bestandteilen entwickelt wird.