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Interface properties and electronic structure of thiophene-based materials

Massendruckverfahren für die OPV-Erzeugung: Hochpräzise R2R-Inkjet- und Tiefdruck-Technologien für OPV-Anwendungen^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV - Teilvorhaben: Laminieren semi-transparenter OPV - Zelldesign und Prozessentwicklung^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV^EPOS^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV - Teilprojekt: Optimierung des Dreiwalzwerkprozesses für gedruckte semi-transparente Bulk-Heterojunction Solarzelle^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV - Teilvorhaben: Neue Donorpolymere und Elektrodenkonzepte für gedruckte semi-transparente Bulk-Heterojunction Solarzellen^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV, Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV - Teilvorhaben: Entwicklung hocheffizienter semi-transparenter, individualisierter flexibler OPV

Das Ziel des Verbundprojekts besteht in der Erforschung und Entwicklung produktionstauglicher sowie material- und energieeffizienter R2R-Prozesstechnologien, die es erlauben, semi-transparente OPV komplett atmosphärisch prozessiert zu erzeugen. Dabei werden die Forschungsarbeiten von Anfang an mit starkem Bezug zu den End-Anwendungen ausgerichtet. Dies erfolgt durch konsequentes Verlinken der Forschungsarbeiten an Materialien, Prozessen und Devices mit den Forschungsarbeiten zu den zukunftsweisenden End-Anwendungen in den Bereichen Architektur und Textil. Das Fraunhofer IAP arbeitet an der Entwicklung neuer Donorpolymere für gedruckte semi-transparente BHJ-Solarzellen. Dies beinhaltet auch ein up-scaling der Synthese um aussichtsreiche Materialien im 10 g Maßstab verfügbar zu machen. Ziel ist eine Flüssigprozessierung aus umweltfreundlichen Lösemittel, deren Umsetzung im Device zu semi-transparenten Zellen mit einem Effizienztarget von 5% angestrebt wird. Hierbei werden Drucktechniken wie der Inkjet-Druck als digitale Abscheidemethode oder der Slot Die Druck zur Flächenbeschichtung evaluiert und eingesetzt. Vor allem digitale Drucktechniken erscheinen als eine attraktive Methode zur Herstellung von Freiformen mit einem spezifischen Farbeindruck, um Anwendungen in Architektur und Textil attraktiv zu gestalten. Dies stellt ein Alleinstellungsmerkmal der organischen Photovoltaik dar und ist mit den am Markt verfügbaren alternativen Techniken nicht realisierbar.

Massendruckverfahren für die OPV-Erzeugung: Hochpräzise R2R-Inkjet- und Tiefdruck-Technologien für OPV-Anwendungen^EPOS^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV^Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV, Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semi-transparenter Flex-OPV - Teilprojekt: Optimierung des Dreiwalzwerkprozesses für gedruckte semi-transparente Bulk-Heterojunction Solarzelle

Morphologische Charakterisierung von Organischen Solarzellen: Bauteilcharakterisierung und 3D Elektronenmikroskopie^Morphologische Charakterisierung von Organischen Solarzellen: Korrelation von Funktion, Effizienz und 3D Materialnetzwerken^Entwicklung neuer Materialien, optimierter Device-Architekturen und Fertigungsprozesse für organische p-i-n Tandem-Solarzellen^Langlebige Organische Tandemsolarzellen-ModulE (LOTsE)^Langlebige Organische Tandemsolarzellen-ModulE (LOTsE)^Langlebige Organische Tandemsolarzellen-ModulE (LOTsE)^Morphologische Charakterisierung von Organischen Solarzellen: Probenpräparation für Labor- und In-line Bauelemente (LOTsE-3D-Präparation), Synthese kurzwelliger Merocyaninfarbstoff- Absorbermaterialien

Der Beitrag dieses Teilvorhabens besteht in der Synthese von organischen Farbstoffen mit Donor-pi-Brücke-Akzeptor-Gerüst (Merocyanine), die sich als Absorbermaterialien für vakuumprozessierbare Multischicht-Solarzellen, insbesondere sogenannte 'Bulk-Heterojunction' (BHJ)-Solarzellen eignen. Hieraus ergibt sich ein Anforderungsprofil, welches neben den Absorptions- und Lochleitereigenschaften auch thermische Stabilität und Sublimierbarkeit bei anwendungstauglichen Temperaturen beinhaltet. Folgende Arbeiten sind geplant: AP (Arbeitspaket) 1: Farbstoffsynthese: Strukturvariationen der Cyanoindandion-Akzeptoreinheit: a) Synthese von Farbstoffen mit neuen Akzeptoreinheiten. b) Charakterisierung der Absorptions- und Redoxeigenschaften der gelösten Farbstoffe. AP2: Farbstoffsynthese: Bichromophore Merocyanine: a) Synthese von Farbstoffen, welche aus zwei anellierten Merocyaninen bestehen. b) Charakterisierung der Absorptions- und Redoxeigenschaften der gelösten Farbstoffe. AP3: Charakterisierung von Festkörper- und Transporteigenschaften: a) Kristallstrukturanalyse wichtiger Vertreter aus AP1 und AP2. b) Vergleich der Absorptionseigenschaften von Festkörperproben, Dünnfilmen und BHJ-Materialien auf Basis von Farbstoffen aus AP1 und AP2. c) Charakterisierung der Transporteigenschaften ausgewählter Farbstoffe in vakuumprozessierten organischen Transistoren. AP4: Synthesen im Multigrammmaßstab ausgewählter Merocyaninfarbstoffe für die Optimierungsarbeiten an Solarzellen bei Partnern.

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