Photo- und elektrophysikalische Transportprozesse in Polymer-Nanokompositen

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Parisi
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5292726

Polymer-Nanokomposite sind eine neue Klasse von Kunststoffmaterialien, die in den letzten 15 Jahren intensiv untersucht worden sind. Zur Zeit gibt es ein breites Spektrum von chemischen Methoden, mit denen es möglich ist, Nanoteilchen (1 bis 500 nm Größe) aus Halbleitern bzw. Metallen in verschiedenen Polymermatrizen künstlich herzustellen. Die Eigenschaften solcher Nanokomposite werden zum Teil durch Prozesse, die in der Polymermatrix ablaufen, und zum Teil durch Prozesse in den Nanoteilchen selbst bestimmt. Durch gegenseitige Beeinflussung zwischen den Teilchen und der Matrix erhält man eine Reihe prinzipiell neuer Eigenschaften. Eine dieser Eigenschaften ist der Exzitonenzerfallsprozess in den Polymerketten. Dieser wird von starken elektrischen Lokalfeldern verursacht, die zwischen den Halbleiter-Nanoteilchen entstehen, insbesondere wenn sie unterschiedlich dotiert sind (p- und n-). Dieser Effekt ist das Grundprinzip, auf dem das vorgeschlagene Forschungsvorhaben basiert. Im Rahmen des Projektes ist es geplant, die physikalischen Eigenschaften von Polymer-Nanokompositen zu untersuchen im Hinblick auf eine spätere Entwicklung neuartiger photovoltaischer Bauelemente. Die synergetische Kombination der photophysikalischen Prozesse in den Halbleiter-Nanoteilchen mit den Prozessen der Generation und des Zerfalls von Exzitonen in Polymeren öffnet eine Perspektive, Hybride organisch-anorganischer photovolatischer Zellen zu entwickeln. Solche neuen Strukturen werden u.a. die Vorteile organischer (mechanische Flexibilität, hohe Lichtabsorption) und anorganischer (hoher Wirkungsgrad, effektiver Ladungstransport, geringe Rekombinationsverluste) photovoltaischer Zellen verknüpfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Dmitri Godovsky