18.01.2017 - 11:36:48

Abschlussarbeit in den Materialwissenschaften?

Die Mitarbeiter des Institut für Materialwissenschaften arbeiten an organisch-anorganischen Hybridperowskiten und der Entwicklung von Perowskitsolarzellen. Das klingt nach einem Thema für deine Abschlussarbeit?
Dann melde dich bei Dr. Christian Fettkenhauer (christian.fettkenhauer@uni-due.de).

Detailierte Informationen findet ihr hier: https://goo.gl/nVmTzv

Die vollständige Ausschreibung:

„Synthese von Organylammonium Zinnhalogeniden und deren
Implementierung in photovoltaischen Zellen“
Kontext
Im Kontext der Ablösung Erdöl basierter Energieerzeugung durch erneuerbare Energiequellen
gilt die Photovoltaik als einer der aussichtsreichsten Kandidaten. In den letzten Jahrzehnten
haben sich vor allem Silicium basierte Technologien etabliert und wurden stetig
weiterentwickelt, sodass diese nach dem heutigen Stand der Technik einen Wirkungsgrad von
über 24 % erreichen. Ein Nachteil der Siliziumzellen ist deren hohe Produktionskosten. Auf der
Suche nach kostengünstigeren Alternativen sind Perowskitsolarzellen nach ersten
erfolgreichen Berichten im Jahr 2009 in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Die für diese
Technologie am intensivsten untersuchten Materialien sind Methylammoniumbleihalogenide
aus der Klasse der organisch-anorganischen Hybridperowskite. Neben kostengünstigen
Rohstoffen und einfacher Herstellung besitzen diese Materialien auf Grund sehr guter
Absorptionseigenschaften von sichtbarem Licht und geeigneter Bandstrukturen großes
Potential als Absorbermaterial in Solarzellen. So konnte bereits 2014 eine Zelle mit einem
zertifizierten Wirkungsgrad von 21,0 % hergestellt werden. Mangels politischer und
gesellschaftlicher Akzeptanz bleihaltiger Technologien gilt es, ähnliche bleifreie
Absorbersysteme zu etablieren. Als möglicher Kandidat werden im aktuellen Diskurs Zinn
haltige Systeme erörtert. So konnten mit Methylammoniumzinniodiden bereits
experimentelle Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 6 % hergestellt werden. Diese
Systeme erweisen sich allerdings als sehr oxidations- und feuchtigkeitsempfindlich.

Aufgabenstellung
Im Fokus der Masterarbeit steht die Synthese und Charakterisierung von publizierten
Methylzinnhalogeniden, und davon ausgehend, die schrittweise Substitution des organischen
Kations durch sterisch anspruchsvollere Organylammoniumionen. Ziel ist es, auf diesem Weg
schichtartige Strukturen zu entwickeln, die über eine erhöhte Stabilität gegenüber
Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff verfügen. Neben chemischen Synthesen in inerter
Atmosphäre gehört auch die eingehende strukturelle Untersuchung der Verbindungen und
deren optischer Eigenschaften zum Aufgabenspektrum. Zusätzlich sollen die Materialien in
Solarzellen im Labormaßstab implementiert werden und hinsichtlich ihrer Stabilität und
Leistung untersucht werden.