Triplettkonzepte für Organische Photovoltaik: neue Materialien, Solarzellen und Mechanismen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Projektes war die Untersuchung hoch-effizienter Materialien für Solarzellenanwendungen. Insbesondere sollte eine mögliche hilfreiche Rolle von 3CT-Zuständen evaluiert werden. Hierfür wurden von der chinesischen Kollaborationspartnerin Youtian Tao organometallische Donormaterialien designend und synthetisiert. Erste Untersuchungen in Solarzellenstrukturen zeigen eine erhöhte Effizienz, die mit erhöhten Lebensdauern der emittierenden Zustände korreliert. Die systematische Weiterentwicklung dieser Materialien wurde durch die Corona-Pandemie unterbrochen, sodass die Untersuchung der zweiten Generation dieser Donatoren noch andauert. Untersuchungen an 3CT-Zuständen in organischen Emittermaterialien identifizierten Design-Regeln, wie sich die Energien der Tripletzustände von lokalisierten Exzitonen und von Charge-Transfer-Zuständen durch chemische Subsitution modifizieren lassen, und welchen Einfluß diese auf die Neigung zur Ladungsträgerrekombination bzw. -dissoziation hat. Diese Materialien wurden für OLED- Anwendungen evaluiert. Solarzellenanwendungen standen im Vordergrund von Studien an Blei- Halogenid-Perowskiten. Hier konnte ein mehrstufiges Perowskitbildungsverfahren beim Spin-coaten identifiziert werden, sodass deutlich wird, welche Prozessparameter wie verändert werden müssen, um die resultierende Filmmorphologie (z.B. bezüglich Korngrößen und Grenzflächen) zu modifizieren. Ebenso wurden Ionenwanderungsprozesse identifiziert, charakterisiert und kontrolliert, was die Herstellung effizienter Solarzellenanwendungen ermöglicht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A cyclometalating organic ligand with an Iridium centre toward dramatically improved photovoltaic performance in organic solar cells. Chem. Commun. 55 (2019)2640
Wu, Qingjing; Cheng, Yang; Xue, Zhongyuan; Gao, Xuyu; Wang, Menghan; Yuan, Wenbo; Huettner, Sven; Wan, Shigang; Cao, Xudong; Tao, Youtian & Huang, Wei
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Benzodithiophene-modified terpolymer acceptors with reduced molecular planarity and crystallinity: improved performance and stability for all-polymer solar cells. J. Mater. Chem. C 7 (2019) 10338
Gao, Xuyu; Gao, Jiaxin; Xue, Zhongyuan; Wang, Huabin; Wang, Jingyu; Cheng, Yang; Li, Zijing; Zhu, Feifei; Huettner, Sven; Li, Hai & Tao, Youtian
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Short-Axis Methyl Substitution Approach on Indacenodithiophene: A new Multi-Fused Ladder-Type Arene for Organic Solar Cells. Frontiers in Chemistry 7 (2019) 372
Li, Yun; Wang, Menghan; Wu, Fupeng; Gao, Xuyu; Huettner, Sven; Tao, Youtian & Jiang, Zuo-Quan
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A deep blue B,N-Doped Heptacene Emitter that shows both thermally activated delayed fluorescence and delayed fluorescence by Triplet-Triplet Annihilation. JACS 142 (2020) 6588
Suresh, Subeesh Madayanad; Duda, Eimantas; Hall, David; Yao, Zhen; Bagnich, Sergey; Slawin, Alexandra M. Z.; Bässler, Heinz; Beljonne, David; Buck, Manfred; Olivier, Yoann; Köhler, Anna & Zysman-Colman, Eli
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High Triplet Energy Host Materials for Blue TADF OLEDs – A Tool box Approach. Frontiers in Chemistry 8 (2020) 657
Rodella, Francesco; Bagnich, Sergey; Duda, Eimantas; Meier, Tobias; Kahle, Julian; Athanasopoulos, Stavros; Köhler, Anna & Strohriegl, Peter
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Investigating two-step MAPbI(3) thin film formation during spin coating by simultaneous in situ absorption and photoluminescence spectroscopy. J. Mater. Chem. A 8 (2020) 5086
Chauhan, Mihirsinh; Zhong, Yu; Schötz, Konstantin; Tripathi, Brijesh; Köhler, Anna; Huettner, Sven & Panzer, Fabian
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OBO-Fused Benzo[fg]tetracene as Acceptor With Potential for Thermally Activated Delayed Fluroescence Emitters. Frontiers in Chemistry 8 (2020) 563411
Zhang, Zhen; Kumar, Shiv; Bagnich, Sergey; Spuling, Eduard; Hundemer, Fabian; Nieger, Martin; Hassan, Zahid; Köhler, Anna; Zysman-Colman, Eli & Bräse, Stefan
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The Impact of Solvent Vapor on the Film Morphology and Crystallization Kinetics of Lead Halide Perovskites during Annealing. ACS Applied Materials and Interfaces 13 (2021) 45365
Zhong, Yu; Seeberger, Dominik; Herzig, Eva M.; Köhler, Anna; Panzer, Fabian; Li, Cheng & Huettner, Sven
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Enhancing Thermally Activated Delayed Fluroescence by Fine-Tuning the Dendron Donor Strenth. J. Phys. Chem. B 126 (2022) 552
Duda, Eimantas; Hall, David; Bagnich, Sergey; Carpenter-Warren, Cameron L.; Saxena, Rishabh; Wong, Michael Y.; Cordes, David B.; Slawin, Alexandra M. Z.; Beljonne, David; Olivier, Yoann; Zysman-Colman, Eli & Köhler, Anna
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Thermally Activated Delayed Fluorescent Dendrimers that Unterpin High-Efficiency Host-Free Solution-Processed Organic Light-Emitting Diodes. Advanced Materials (2022) 2110344
Sun, Dianming; Duda, Eimantas; Fan, Xiaochun; Saxena, Rishabh; Zhang, Ming; Bagnich, Sergey; Zhang, Xiaohong; Köhler, Anna & Zysman‐Colman, Eli
