Femtosekunden-Lasersystem und Streak-Kamera für Photolumineszenzmessungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Arbeitsgruppe „Hybride Nanostrukuren“ befasst sich mit der Physik organischer, hybrider und Perowskit-Solarzellen. In diesen Systemen spielen Ladungstranfermechanismen an der Donator-Akzeptor Grenzfläche eine entscheidene Rolle in Bezug auf den Wirkungsgrad dieser Solarzellen. Rekombination von Ladungsträgern ist ein Verlustmechanismus, den man versucht zu unterdrücken. Zeitaufgelöste Photolumineszenzmessungen erlauben, die mit Strahlung verbundene Rekombination direkt zu untersuchen. Dabei können verschiedenen Ladungs- und Energietransfermechanismen detailliert aufgelöst werden und erlauben genaue Kenntnisse der Donator-Akzeptor Photophysik zu erlangen, um limitierende Prozesse aufzudecken und Strategien zur Vermeidung von Verlustkanälen zu entwickeln. Unsere zeitaufgelösten Photolumineszenz Messungen haben es uns z.B. ermöglicht, Informationen über Fallenzuständen in den unseren dünnen Filmen zu erlangen. Unser Fokus hat jetzt in den ersten Jahren auf der Untersuchung von Perowskit-Filmen und deren Eigenschaften gelegen. Wir haben hier verschiedene Projekte, die zum Teil in Zusammenarbeit mit anderen Gruppen durchgeführt werden. U.a. haben wir uns mit verschiedenen Oberflächenzuständen in Mikro-Kristallen aus Methylammonium-Bleiiodid, die mit der Streak Kamera untersucht wurden, beschäftigt. Mit Hilfe von temperatur- und zeitaufgelösten Photolumineszenz Messungen konnten gebundene und freie exzitonische Zustände identifiziert werden, deren Verteilung von Fallenzuständen an der Kristalloberfläche bestimmt wird. In einem derzeit laufenden Projekt untersuchen wir die Rolle der Kristallinität und Filmbeschaffenheit von Perowskitfilmen an, welche Auswirkungen dies auf Fallenzustände hat. Wir untersuchen auch verschiedene 2D-Perwoskitmaterialien, um deren Photolumineszenzverhalten zu verstehen. Andere Materialsysteme, deren Ladungsträgerrekombination wir derzeit mit der Streak-Kamera untersuchen, sind hybriden TiO2-Polymersysteme und organischen Donator-Akzeptor Netzwerke, in denen wir durch Kontrolle der Morphologie, deren Einfluss auf die Ladungsträgerrekombination besser verstehen lernen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Toward Fluorinated Spacers for MAPI-Derived Hybrid Perovskites: Synthesis, Characterization, and Phase Transitions of (FC2H4NH3) 2PbCl4, Chem. of Mater. 2016
Claudia Lermer, Susanne T Birkhold, Igor L Moudrakovski, Peter Mayer, Leslie M Schoop, Lukas Schmidt-Mende, Bettina V Lotsch
-
Impact of Crystal Surface on Photo-Excited States in Organic-Inorganic Perovskites, Advanced Functional Materials 2017
S.T. Birkhold, E. Zimmermann, T. Kollek, D. Wurmbrand, S. Polarz, L. Schmidt-Mende
