Interne Morphologie organischer BHJ Solarzellen mit GISAXS

Im Bereich der organischen Elektronik sind in den letzten Jahren Solarzellen aus organischen Materialien ins Interesse der Forschung gekommen. Sogenannte bulkheterojunction Solarzellen aus zwei organischen Materialien erfüllen folgende Kriterien bei richtiger Wahl der Materialien. Eine möglichst große innere Grenzfläche zwischen den beiden Materialien, die charakteristische Länge der Struktur sollte in der Größenordnung der Diffusionslänge der Excitonen liegen und der Transport von Ladungen oder Löchern zu den Elektroden sollte effizient geschehen. Die Vielfalt an organischen Materialien erlaubt eine entsprechende Auswahl der beiden organischen Stoffe. Die im Projekt vorgestellten Polymere erfüllen die elektronischen Anforderungen an Materialien für Solarzellen und wurden bereits für die Realisation von Bauteilen verwendet. Unklar ist bisweilen aber die interne Struktur und Morphologie der Solarzellen unter unterschiedlichen Präparationsmethoden. Die systematische Erforschung dieser Parameter in Verbindung mit der Messung von elektrischen Eigenschaften der organischen Solarzellen liefert neue Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Struktur und Ladungsträgerbildung und -transport in Mischungen von unterschiedlichen organischen Materialien. Die gezielte Beeinflussung der internen Struktur ermöglicht eine Generalisierung der Ergebnisse bezüglich Struktur und Transport auf ähnliche Systeme. Der grundlagenwissenschaftliche Teil des Projektes befasst sich mit dem Kristallisationsverhalten der einzelnen Materialien und der Temperaturabhängigkeit von diesem. Ein besonderes Augenmerk liegt auf dem Mischverhalten der Materialien und wie dieses beeinflusst werden kann. Gerade das Mischverhalten beeinflusst die Ausformung unterschiedlicher interner Morphologien. Diese Untersuchungen geben Aufschluss über Stabilität und Mischverhalten in bestimmten Temperaturbereichen und Mischverhältnissen.