Single Wall Carbon Nanohorns - Neue Architekturen für Ladungsübertragungsprozesse und Photovoltaik

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk M. Guldi
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 53653929

Inhalt des vorliegenden Antrags ist die Erforschung von Single Wall Carbon Nanohorns (SWNH) als neuartige Elektronenakzeptoren für Ladungstrennungs- und Ladungstransportprozesse in kondensierten Medien und an Elektrodengrenzflächen. Wir zeigen verschiedene Vorgehensweisen im Hinblick auf die Materialsynthese auf, werden hochentwickelte Messverfahren und Charakterisierungsmethoden anwenden, aber auch Computersimulationen durchführen.Im Vergleich zur Anwendung von Single Wall Carbon Nanotubes (SWNT) und anderen Arten von Kohlenstoffnanostrukturen sehen wir mehrere fundamentale Vorteile der SWNH. Sie sind beispielsweise ausschließlich halbleitend, werden ohne Katalysator hergestellt und besitzen eine außerordentlich große Oberfläche und Porosität. Die erfolgreiche Entwicklung von Elektronen-Donor-Akzeptor Nanohybridverbindungen mit SWNH als Akzeptormaterial wird vermutlich zu neuen Modellen beim Materialdesign und damit zu verbesserten Eigenschaften von leichten und flexiblen Photovoltaikzellen führen.Unsere Bestrebungen auf dem Gebiet der Nanomaterialmodifikation und -produktion erlauben durch einen modularen Ansatz die einfache Optimierung des gewünschten Materials. Dies geschieht durch Anpassung der Absorption an das Sonnenspektrum in Kombination mit Ladungsübertragung in die SWNH durch die gezielte Wahl der Halbleiternanokristalle und durch deren Oberflächenmodifikation. In diesem Zusammenhang wollen wir die elektronische Kopplung zu den SWNH verfeinern, die Übergangswahrscheinlichkeit verbessern, Sperrschichten minimieren und die Ladungstrennung optimieren.Auf Grund unserer Vorkenntnisse und Bestrebungen auf diesem Gebiet sollte die Optimierung der Elektronen–Donor–Akzeptor Wechselwirkung mit entsprechender Wahl von Nanomaterialien und Kopplungschemie zur Herstellung funktionstüchtigen Ladungsübertragungsmaterials möglich sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen