Effekte auf Multikationen Halogenid-Perowskite durch Bestrahlung mit Protonen und Licht

• Antragsteller: Professor Dr. Sanjay Mathur
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505936618

Halogenid-Perowskite, sowie anorganisch-organische hybride Perowskitmaterialien (HIOPs), haben durch ihre vielversprechenden Bauteileigenschaften (u. a. hohe Absorptionskoeffizienten, hohe Ladungsträgermobilitäten und niedrige Exzitonbindungsenergien) neue Möglichkeiten in diversen optoelektronischen Anwendungen, wie der Photovoltaik, LEDs und Photodetektoren, eröffnet. Während vor allem die Optimierung diverser Anwendungen dieser Perowskitmaterialien in den letzten Jahren in Vordergrund stand, ist gegenüber klassischen anorganischen Halbleitermaterialien ein tieferes Verständnis über den Einfluss externer Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit und hochenergetische Strahlung noch unvollständig. Da sowohl intrinsische als auch extrinsische Effekte die photophysikalischen Prozesse dieser Materialklasse nachhaltig beeinflussen, liefern umfassende Daten zu strahlungsinduzierten Prozessen notwendige Informationen für ein besseres Verständnis und weitere Optimierung der Halogenid-Perowskite für die Herstellung effizienterer Solarzellen. Dieses deutsch-französische Konsortium wird die grundlegenden Mechanismen aufklären, die durch definierte Protonen (H+) Bestrahlung in HIOPs hervorgerufen werden, sowie deren Defekttoleranz gegenüber dieser Art von Bestrahlung erhöhen, um einen erweitertes Einsatzspektrum dieser Materialklasse zu erforschen. Die wissenschaftliche Zielsetzung des H+BOOST Projektes ist es eine Korrelation zwischen der Zusammensetzung definierter Multikationen-HIOPs, sowie deren Toleranz gegenüber hochenergetischer Protonenbestrahlung aufzustellen. Dieses Projekt vereint hierbei die komplementäre Expertise der deutschen Forschungsgruppe im Bereich der Synthese chemisch definierter HIOP Einkristalle und Dünnschichten, sowie deren Integration in unterschiedliche Bauteilkonfigurationen mit der Expertise der französischen Forschungsgruppen auf dem Gebiet der Bestrahlung mit hochenergetischen Protonen, sowie korrelierter Mikroskopie und ortsaufgelöster Spektroskopie, um die Defektbildung und deren Einfluss auf die makroskopische Bauteilperformanz von Halogenid-Perowskitmaterialien in Solarzellen zu verfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Marie France Barthe; Dr. Stéphane Collin