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Spectroscopic Ellipsometry Study on the Morphology of Polymer/Fullerene Solar Cells ; Spektral Ellipsometrie Studien zur Untersuchung der Morphologie von Polymer/Fullerene Solarzellen
Die Untersuchung organischer Solarzellen stellt ein vielversprechendes interdisziplinäres Forschungsgebiet dar, versprechen sie doch eine günstige Alternative zu anorganischen Solarzellen. Ihr geringes Gewicht und hohe Flexibilität ermöglichen es der organischen Photovoltaik (OPV) in neue Bereiche, wie der Integration in architektonischen Design-Elementen und intelligenter Kleidung, Verwendung zu finden. Dennoch fehlt es noch an kommerzielle Anwendungen, da die OPV fundamentale Probleme überwinden muss. Zu nennen sei hier die geringe Stabilität der organischen Materialien gegenüber Wasser und Sauerstoff bei gleichzeitiger Beleuchtung, als auch morphologische Degradation. Die photoaktive Schicht ist typischerweise eine selbstorganisierte Mischung aus zwei oder mehreren organischen Verbindungen und erfordert daher sehr anspruchsvolle Strukturmanipulation, da die Mischungsmorphologie in äußerstem Maße die Solarzellleistung bestimmt. Es ist von inhärenter Bedeutung die Morphologie aktiv zu steuern, um organische Solarzellen mit höchstmöglicher Effizienz zu produzieren. Das Verständnis zwischen morphologischer Struktur und Solarzelleneigenschaften ist hierzu unentbehrlich. Diese Arbeit hatte zum Ziel, die morphologische Struktur von Polymer/Fulleren-Mischschichten durch ein optisches und daher zerstörungsfreies Verfahren zu untersuchen: winkelvariierende spektroskopische Ellipsometrie (Variable Angle Spectroscopic Ellipsometry (VASE)). Obwohl die dargestellten neu entwickelten Messroutinen und optischen Modelle für beliebige Systeme Anwendung finden können, wurde als zu untersuchendes Materialsystem auf Mischungen des weitverbreiteten Polymers Poly(3-hexylthiophen-2,5-diyl) (P3HT) und dem Fullerenderivat Phenyl-C$61$-Buttersäure-methylester (PCBM) zurückgegriffen. Dies ist dem Gedanken geschuldet die gewonnen Ergebnisse der optischen Modellierung, entsprechend einer indirekten Messung, mit möglichst vielen bereits etablierten Messverfahren zur Morphologieuntersuchung zu vergleichen. Zudem zeigen ...
Spectroscopic Ellipsometry Study on the Morphology of Polymer/Fullerene Solar Cells ; Spektral Ellipsometrie Studien zur Untersuchung der Morphologie von Polymer/Fullerene Solarzellen
Die Untersuchung organischer Solarzellen stellt ein vielversprechendes interdisziplinäres Forschungsgebiet dar, versprechen sie doch eine günstige Alternative zu anorganischen Solarzellen. Ihr geringes Gewicht und hohe Flexibilität ermöglichen es der organischen Photovoltaik (OPV) in neue Bereiche, wie der Integration in architektonischen Design-Elementen und intelligenter Kleidung, Verwendung zu finden. Dennoch fehlt es noch an kommerzielle Anwendungen, da die OPV fundamentale Probleme überwinden muss. Zu nennen sei hier die geringe Stabilität der organischen Materialien gegenüber Wasser und Sauerstoff bei gleichzeitiger Beleuchtung, als auch morphologische Degradation. Die photoaktive Schicht ist typischerweise eine selbstorganisierte Mischung aus zwei oder mehreren organischen Verbindungen und erfordert daher sehr anspruchsvolle Strukturmanipulation, da die Mischungsmorphologie in äußerstem Maße die Solarzellleistung bestimmt. Es ist von inhärenter Bedeutung die Morphologie aktiv zu steuern, um organische Solarzellen mit höchstmöglicher Effizienz zu produzieren. Das Verständnis zwischen morphologischer Struktur und Solarzelleneigenschaften ist hierzu unentbehrlich. Diese Arbeit hatte zum Ziel, die morphologische Struktur von Polymer/Fulleren-Mischschichten durch ein optisches und daher zerstörungsfreies Verfahren zu untersuchen: winkelvariierende spektroskopische Ellipsometrie (Variable Angle Spectroscopic Ellipsometry (VASE)). Obwohl die dargestellten neu entwickelten Messroutinen und optischen Modelle für beliebige Systeme Anwendung finden können, wurde als zu untersuchendes Materialsystem auf Mischungen des weitverbreiteten Polymers Poly(3-hexylthiophen-2,5-diyl) (P3HT) und dem Fullerenderivat Phenyl-C$61$-Buttersäure-methylester (PCBM) zurückgegriffen. Dies ist dem Gedanken geschuldet die gewonnen Ergebnisse der optischen Modellierung, entsprechend einer indirekten Messung, mit möglichst vielen bereits etablierten Messverfahren zur Morphologieuntersuchung zu vergleichen. Zudem zeigen ...
Spectroscopic Ellipsometry Study on the Morphology of Polymer/Fullerene Solar Cells ; Spektral Ellipsometrie Studien zur Untersuchung der Morphologie von Polymer/Fullerene Solarzellen
Engmann, Sebastian (author) / Gobsch, Gerhard / Parisi ,Juergen / Richter, Lee
2014-04-16
Theses
Electronic Resource
English
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