Hochdruck-Verhalten von Kesterit-basierten Materialien für photovoltaische Anwendungen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Ilias Efthymiopoulos; Professor Dr. Martin Lerch; Professorin Dr. Beate Paulus
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409759379

In diesem Vorschlag werden wir das Hochdruckverhalten von verschiedenen Kesterit-Materialien untersuchen, potentielle Photovoltaik der nächsten Generation. Unsere Studien beinhalten die Synthese neuartiger Kesterit-Zusammensetzungen basierend auf dem Urtyp Cu2ZnSnS4. Als nächstes werden wir Diamantstemplelzellexperimente mit optischer Spektroskopie und Synchrotron-Röntgendiffraktion kombinieren, um das hochdruck-schwingende, elektronische und strukturelle Verhalten dieser Verbindungen aufzuklären. Die experimentellen Ergebnisse werden durch DFT-Rechnungen ergänzt.Die detaillierte Aufzeichnung und das Verständnis der druckinduzierten Effekte in diesen Materialien sollen Einblicke sowohl für die Optimierung der elektronischen Eigenschaften unter geeigneten Spannungsbedingungen durch strukturelle Modulation, als auch die Synthese von löschbaren Hochdruckmodifikationen mit liefern verschiedene physikalische und chemische Eigenschaften im Vergleich zu den Ausgangsmaterialien. Alles in allem glauben wir, dass unsere Ergebnisse sowohl aus einer fundamentalen materialwissenschaftlichen Perspektive als auch aus einer vollständigen Charakterisierung der Hochdruckreaktion der vorgeschlagenen Verbindungen und der Stabilisierung als Hauptmotivation resultieren von neuen Cu2ZnSnS4-basierten Strukturen mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie von der Solarzellengemeinschaft, da wir wichtige Erkenntnisse liefern werden, um die Eigenschaften ähnlicher Chalkogenide zu manipulieren, um die jeweilige Elektronik und damit ihre photovoltaische Leistung zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Martin Wilkening