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Projekt
Lebensdauer-relevante Interaktion von Materialien und Druckprozessparametern
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Arved C. Hübler
Fachliche Zuordnung
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461909888
Die zwei Hauptaufgaben, die im Rahmen des Projektes P2 gelöst werden sollen, sind (I) die Herstellung von Solarzellen mittels Druckverfahren und (II) die Untersuchung der dabei ablaufenden Mechanismen der Schichtbildung unter besonderer Berücksichtigung von Lebensdaueraspekten. Das Drucken erfolgt mit den Standardverfahren Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck und Inkjetdruck. Dabei werden in einem iterativen Versuchsablauf zunächst proof prints hergestellt und hinsichtlich der Schichtbildung ausgewertet sowie insbesondere durch die Projektpartner charakterisiert und weiter analysiert. Aussichtsreiche Systeme werden in einer zweiten Stufe im Rolle-zu-Rolle Druck (R2R) produziert und entsprechend charakterisiert. Als Substrat werden PEN/PET-Folien verwendet, für die aktive Schicht stehen zunächst die Materialien PM6, PTB7-Th, PffBT4T-2OD sowie ITIC, Y6, Y7, aber auch Block Co-Oligomere im Vordergrund. Die Elektroden sowie die Ladungstransferschichten werden mit angepassten Standardmaterialien ausgeführt. Parallel zu dem regulären Mehrlagendruck wird ein neuer Ansatz entwickelt, bei dem die Schichten auf zwei Folienbahnen gedruckt und dann in der aktiven Schicht zusammenlaminiert werden. Dieser Ansatz verspricht die Möglichkeit, die Morphologie der aktiven Schicht in dem Laminierprozess gezielt beeinflussen zu können. Zur Untersuchung der Schichtbildung im Druckprozess und der Druckergebnisse sind makroskopische Untersuchung, auch in situ, vorgesehen. Die weiterführenden Analysen zur Morphologie und Funktion der gedruckten Solarzellen werden von den Partnerprojekten durchgeführt und in einem engen iterativen Prozess bei der Entwicklung der Druckprozesse berücksichtigt. Neben der Fluidmechanik beim Tintentransfer und dem Trocknungsvorgang wird besonders der Tintenformulierung große Aufmerksamkeit gegeben. Dabei ist das Projekt auch mit der Entwicklung der Block Co-Oligomere eng verbunden. Die Tintenformulierung und die Probenherstellung in den verschiedenen Druckverfahren dient so besonders auch der Aufklärung der intrinsischen Mechanismen, die zu einer Lebensdauerverkürzung und Degradation der Solarzellen führen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
