Untersuchung von schnellen Annealingverfahren und deren Auswirkungen auf die Bulk Heterojunction in organischen Solarzellen:
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Göttingen
Cuvillier
2012
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG U N D GLIEDERUNG DER A R B E I T 1
2. KOOPERATIONEN UND ZUSAMMENARBEIT 5
3. GRUNDLAGEN 9
3.1. SOLARZELLENAUFBAU UND -CHARAKTERISIERUNG 9
3.2. PROZESSE IN DER ORGANISCHEN SOLARZELLE 14
3.3. AUSWIRKUNGEN DER MORPHOLOGIE UND DES ANNEALINGS AUF DIE LEISTUNG 21
3.4. LEERLAUFSPANNUNG 24
3.5. GRUNDLAGEN DER ANALYTISCHEN TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE
(TEM) 25
4. TECHNOLOGIE 3 1
4.1. VERWENDETE MATERIALIEN 31
4.2. FERTIGUNG VON SOLARZELLEN UND MESSPROBEN 32
4.3. MESSTECHNIK UND ANALYTIK 40
5. MORPHOLOGIE V O N P3HT:PCBM-SOLARZELLENSCHICHTEN BEI THERMI S C H E
M ANNEALING 4 5
5.1. DIE P3HT:PCBM-MORPHOLOGIE IN ABHAENGIGKEIT VON DER DAUER DES
THERMISCHEN ANNEALINGS 47
5.1.1. PHOTOLUMINESZENZUNTERSUCHUNGEN 47
5.1.2. UNIPOLARE BAUELEMENTE 48
5.1.3. CHARAKTERISIERUNG VON REALEN SOLARZELLEN FUER VERSCHIEDENE
SCHICHTDICKEN 52
5.1.4. ANALYTISCHE TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE (TEM) . . 58
5.1.5. ZUSAMMENFASSUNG: DIE P3HT:PCBM-MORPHOLOGIE IN ZEITLI CHER
ABHAENGIGKEIT DES THERMISCHEN ANNEALINGS 63
5.2. P3HT:PCBM-MORPHOLOGIE IM VERTIKALEN QUERSCHNITT 64
5.2.1. SEKUNDAERIONEN-MASSCNSPEKTROMETRIE (SIMS) 66
5.2.2. ANALYTISCHE TYANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE (TEM) . . 68
5.2.3. DISKUSSION: P3HT:PCBM-MORPHOLOGIE IM VERTIKALEN QUER SCHNITT 72
5.2.4. ZUSAMMENFASSUNG: MORPHOLOGIE VON P3HT:PCBMSOLARZELLENSCHICHTEN
BEI THERMISCHEM ANNEALING 74
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
6. SCHNELLE P 3 H T : P C B M - N E T Z W E R K B I L D U N G DURCH
HOCHFREQUENZANNEALING B E I 2,45 G H Z 7 7
0.1. UNTERSUCHUNG DER MIKROWELLENABSORPTION IN DER ORGANISCHEN
SOLARZELLE 78 6.1.1. ABSORPTIONS-, REFLEXIONS- U N D
TRANSMISSIONSVERHALTEN VON LEITENDEN SCHICHTEN 78
6.1.2. HOHLLEITER- UND TEMPERATURUNTERSUCHUNGEN 80
6.1.3. DISKUSSION: UNTERSUCHUNG DER MIKROWELLENABSORPTION IN DER
ORGANISCHEN SOLARZELLE 82
6.2. GHZ-ANNEALING VON P3HT:PCBM-SOLARZELLEN 83
6.2.1. TEMPERATURVERLAEUFE FUER VERSCHIEDENE LEISTUNGEN 83
6.2.2. ANNEALINGREIHCN FUER VERSCHIEDENE MIKROWELLENAUSGANGSLEIS TUNGEN
84
6.2.3. STRUKTURUNTERSUCHUNGEN MIT ANALYTISCHER
TVANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE (TEM) 88
6.2.4. ZUSAMMENFASSUNG: GHZ-ANNEALING VON P3HT:PCBMSOLARZELLEN 95
7. MORPHOLOGIEKONTROLLE DURCH NITROBENZOL ALS LOESEMITTELADDITIV 9 7 7.1.
NITROBENZOL (NTB) 97
7.1.1. PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN VON NITROBENZOL 98
7.1.2. SOLARZELLEN MIT NITROBENZOL . . . 100
7.1.3. UNIPOLARE BAUELEMENTE 106
7.1.4. KRISTALLBILDUNGSUNTERSUCHUNGEN 108
7.1.5. AFM- UND UV/VIS-UNTERSUCHUNGEN 111
7.1.6. SEKUNDAERIONEN-MASSCNSPCKTROMETRIE (SIMS) 113
7.1.7. ANALYTISCHE TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE (TEM) . . 116
7.1.8. ZUSAMMENFASSUNG: MORPHOLOGIEKONTROLLE DURCH NITROBENZOL ALS
LOESEMITTELADDITIV 124
8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 127
A . MORPHOLOGIE V O N P3HT:PCBM-SOLARZELLENSCHICHTEN BEI THERMI S C H E
M ANNEALING 1 3 3
A.L. P3HT:PCBM-MORPHOLOGIE UNTER EINFLUSS IN ZEITLICHER ABHAENGIGKEIT BEI
THERMISCHEM ANNEALING 133
A.2. P3HT:PCBM-MORPHOLOGIE IM VERTIKALEN QUERSCHNITT 136
B . SCHNELLE P 3 H T : P C B M - N E T Z W E R K B I L D U N G DURCH
HOCHFREQUENZANNEALING BEI 2.45 G H Z 137
C. LOESEMITTELADDITIV NITROBENZOL 139
I I
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
D . I M R A H M E N DIESER A R B E I T ENTSTANDENE WISSENSCHAFTLICHE
VEROEFFENT LICHUNGEN 145
E. I M R A H M E N DIESER A R B E I T B E T R E U T E A R B E I T E N
149
LITERATURVERZEICHNIS 150
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