Entschlüsselung multiskaliger Heterogenitäten in Perowskiten für die Entwicklung beständiger und leistungsstarker Optoelektronik

• Antragstellerin: Dr. Esma Ugur
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563861435

Der Erfolg neuer Halbleiter bei der breiten Einführung hängt von ihrer Fähigkeit ab, hochwertige optoelektronische Eigenschaften mit einfacher Herstellung, Vielseitigkeit, anwendungsspezifischer Leistung und Betriebsstabilität zu kombinieren. In diesem Zusammenhang haben Metallhalogenid-Perowskite in verschiedenen optoelektronischen Geräten, insbesondere in der Photovoltaik, hervorragende Leistungen gezeigt und tragen zur Energiewende bei. Ihre Stabilität, die stark mit Materialheterogenitäten zusammenhängt, bleibt jedoch eine ungelöste Herausforderung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumtechnologien sind Perowskite mehreren gleichzeitigen Degradationsprozessen ausgesetzt, was die Identifizierung spezifischer Mechanismen erschwert. Dieses Projekt verfolgt einen breiteren wissenschaftlichen Ansatz zum Verständnis der Rolle multiskaliger Heterogenitäten bei der Perowskitstabilität sowohl auf Material- als auch auf Geräteebene. Die Forschung wird wichtige Erkenntnisse über die Wurzeln der anfänglichen Zusammensetzungsheterogenität und ihre Auswirkungen auf die Materialstruktur und die photophysikalischen Eigenschaften liefern, insbesondere unter äußeren Belastungen wie thermischen, Photo- und photothermischen Effekten. Durch die Untersuchung von Perowskiten mit unterschiedlichen Bandlücken wird das Projekt das Verständnis der irreversiblen Degradationsmechanismen in verschiedenen Zusammensetzungen erweitern. Durch einen integrierten Ansatz, der optoelektronische, elektrische und strukturelle Charakterisierung mit Strategien zur Stabilitätssteigerung kombiniert, wird sich dieses Projekt mit grundlegenden Herausforderungen befassen, die die Kommerzialisierung und den langfristigen Einsatz von Perowskiten behindern. Ich bringe bewährte Fachkenntnisse in der Bewältigung von Stabilitätsproblemen mithilfe fortschrittlicher optischer Charakterisierungstechniken und Erfahrung mit Tandem-Solarzellen auf Perowskitbasis mit, um neue Strategien zur Leistungssteigerung zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: Hyperspectral Imaging System
• Gerätegruppe: 5450 Photographische Spezialkameras (Luftbild-, Registrier-, Stereo-, außer