Projektbeschreibung

Organische Polymersolarzellen stellen mit der Aussicht auf eine kostengünstige Produktion flexibler Solarzellen eine viel versprechende Alternative zu ihren anorganischen Gegenstücken dar. Die Entwicklung der Polymer-Solarzellen hängt mit den schnellen Fortschritten in der Entwicklung der organischen Leuchtdioden (OLED) zusammen. Die elektrischen und optischen Eigenschaften halbleitender Polymere sind denen anorganischer Halbleiter ähnlich. Deutliche Vorteile liegen in den mechanischen Eigenschaften und der Prozessierbarkeit auf Lösungsmittelbasis, was mit etablierten Beschichtungstechniken (Rakel, Schlitzdüsen oder Profilwalzen) einen kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle Betrieb ermöglicht.

          Abbildung 1: Struktur der Polymersolarzelle mit den ungefähren Schichtdicken. Der Elektronen Donator (P3HT)
          und Akzeptor (PCBM) sind miteinander gemischt, um die Phasengrenzfläche zu maximieren. Die von absorbiertem
          Licht erzeugten Excitonen dissoziieren an der Grenzfläche in Elektronen und Löcher. Für einen effizienten Photostrom
          muss jedes Material zur Elektronen- und Lochleitung einen kontinuierlichen Pfad zum jeweiligen Kontakt aufweisen.
          Isolierte Domänen können Ladungen sammeln und führen zur Rekombination.

Das Upscaling des Herstellungsprozesses stellt wegen der niedrigen Schichtdicken von wenigen hundert Nanometer eine große Herausforderung dar. Die Nanomorphologie der Absorptionsschicht ist für die Zelleigenschaften entscheidend und hängt stark von den Lösungsmitteln und Trocknungsbedingungen ab.

Ziel ist es, das Trocknungsverhalten der verwendeten organischen Halbleitern zu charakterisieren und den Einfluss der Trocknungskinetik auf die Nanomorphologie zu untersuchen.