Das Projekt "MEDOS: Morphologie und elektronische Eigenschaften von Donator-Akzeptor-Übergängen, MEDOS: Morphologie und elektronische Eigenschaften von Donator-Akzeptor-Hetero Übergängen in organischen Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Köln, Fachgruppe Chemie, Institut für Physikalische Chemie.Ziel des vorliegenden Projekts ist es, durch enge Kooperation experimenteller und theoretischer Arbeitsgruppen entscheidende Fortschritte beim Verständnis der Morphologie und der elektronischen Vorgänge zu erzielen, um zukünftig das Design der Moleküle sowie darauf aufbauend die Einstellung der Nanomorphologie gezielt durchführen zu können. Es werden Merocyanine synthetisiert. Die Verbindungen werden gereinigt und Verunreinigungen umfassend charakterisiert. Ziel der Reinheit ist größer als 99.99 Prozent. Untersuchung des Einflusses der Verunreinigung auf Morphologie und Bauteileigenschaften. Es werden BHJ und PHJ Schichten aus den Donatoren und C60 hergestellt. Die Präparation von VAC Zellen erfolgt durch Kontrolle und Manipulation der Abscheidebedingungen wie Zusammensetzung, Schichtdicken und Substrattemperatur. Außerdem werden vor allem Nassprozessierung (SOL) wie Spincoating, Spraycoating, Tauchen etc. eingesetzt. Die Charakterisierung erfolgt mit TEM/REM etc., Ultraanalytik, Schichten und Bauteile werden optisch und elektrisch umfassend charakterisiert. Es werden die Ladungsträgergeneration, -transport und - rekombiantion untersucht. Durch Variation von Parametern wie Temperatur, Lichtintensität etc. werden Aussagen über Verlustprozesse getroffen, um eine Optimierung zu ermöglichen. Die Solarzellen werden umfassend charakterisiert und Daten zur theoretischen Beschreibung und Vorhersage neuer Strukturen extrahiert.
Das Projekt "MEDOS: Morphologie und elektronische Eigenschaften von Donator-Akzeptor-Hetero Übergängen in organischen Solarzellen^MEDOS: Morphologie und elektronische Eigenschaften von Donator-Akzeptor-Übergängen, MEDOS: Morphologie und elektronische Eigenschaften von Donator-Akzeptor-Hetero Übergängen in organischen Solarzellen - Teilprojekt 3: Simulation von Morphologie und Transport-Prozessen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Polymerforschung.Unser Ziel ist die Entwicklung von numerischen Methoden zur parameterfreien Modellierung von Transport-, Diffusions- und Rekombinationsprozessen in organischen Halbleitern. Dieses Ziel wollen wir in drei Schritten erreichen: Zuerst modellieren wir die selbstanordnenden Morphologien auf großen Skalen, dann berechnen wir die elektronische Kopplunge und energetische Unordnung der Moleküle in der erhaltenen Morphologie und schließlich simulieren wir Ladungsdynamik mit Hilfe von Ratengleichungen oder dem kinetischen Monte Carlo Algorithmus. Das langfristige Ziel dieser Untersuchungen ist die Formulierung der Beziehungen zwischen chemischer Struktur und Ladungsträgerbeweglichkeit, mit deren Hilfe ein computergestütztes Design organischer Halbleiter ermöglicht wird. (1) Entwicklung und Verbesserung der all-atom Kraftfelder (einschließlich Polarisierbarkeit) für DCV5T und Merocyanine. Test und Validierung der Kraftfelder: Berechnung der makroskopischen Eigenschaften (Tg, Dichte, WAXS patterns, Phasendiagramme, IR). Generierung von large-scale Morphologien der Einzelschichten für DCV5T und Merocynanine sowie der Mischschichten. Vergleich mit experimentellen Daten. (2) Berechnung der Transportniveaus für DCV5T und Merocynanine sowie der Akzeptoren mit DFT/GW-BSE. Modellierung der Umgebungseffekte in Einzel- und Mischschichten mit Hilfe atomistischer Modelle. Abgleich mit spektrochemischen sowie XPS/UPS Daten.
Das Projekt "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" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Organische Chemie.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.
Das Projekt "Teilvorhaben: CO2-Bereitstellung aus Kraftwerksrauchgasen zur Nutzung in photokatalytischen Prozessen (CO2Solar)^Teilvorhaben: Eintrag Kraftwerksabgase in den photochemischen Reaktor, Reaktordesign und Reaktorsimulation^Teilvorhaben: Charakterisierung Farbstoff-sensibilisierter Halbleiter und in situ Untersuchungen der photokatalytischen CO2-Reduktion^Photokatalytische CO2-Reduktion mit Farbstoff-sensibilisierten Halbleitern - Solar2Fuel, Teilvorhaben: Erforschung und Testung von Farbstoff-sensibilisierten Halbleiter-Katalysatoren für die Sonnenlicht-getriebene CO2-Reduktion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: BASF SE.