Leitungsmechanismus und Exzitonendynamik in organisch-anorganischen Perovskiten

• Antragsteller: Dr. Daniel Niesner
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Afrika-, Amerika- und Ozeanienbezogene Wissenschaften ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258907979

Im Sommer 2012 wurde erstmals ueber die Herstellung von Solarzellen aus organisch-anorganischen Perovskiten berichtet, und mittlerweile werden Perovskite als die womoeglich vielversprechendsten Ausgangsmaterialien fuer zukuenftige kostenguenstige Photovoltaik gehandelt. Das Material ist einfach und billig herzustellen, und die Effzienz der daraus produzierten Solarzellen konnte innerhalb des vergangenen Jahres von 3% auf ueber 15% gesteigert werden.Dabei ist wenig ueber den Mechanismus der Umwandlung von Licht in elektrischen Strom in diesen Solarzellen bekannt bzw. darueber, wie der Strom durch das unbeleuchtet schlecht leitende Material fliesst. Um diese Luecke zu schliessen und die weitere Entwicklung voranzutreiben, soll die Reaktion von Perovskiten auf Lichteinfall mit Hilfe ultraschneller Spektroskopie untersucht werden. Hierzu wird ein Laserpuls mit einer Dauer von weniger als einer zehntel billionstel Sekunde eingestrahlt und die zeitliche Entwicklung des hervorgerufenen Stromes mit ebenso kurzen Lichtpulsen beobachtet.Die erzielten Ergebnisse sind nicht nur fuer die Anwendung in Solarzellen relevant. Die untersuchten Perovskite sind ein Modellsystem aus einer weit groesseren Klasse von Materialien, die eine Schichtstruktur auf atomarer Skala gemeinsam haben. Die Columbia University ist eines der weltweit angesehensten Institute bei der Erforschung dieser Systeme, deren prominentester Vertreter "Graphen" ist, das aus einer einzelnen Atomlage besteht. Fuer Stromtransport-Messungen an Graphen wurde 2010 der Nobelpreis verliehen. Die Erforschung sowohl des Stromtransports innerhalb der Perovskit-Schichten als auch der Wechselwirkung der Lagen untereinander mittels ultraschneller Spektroskopie koennte zur Entdeckung neuer Phaenomene innerhalb der Festkoerperphysik fuehren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Xiaoyang Zhu