Lichtemission, -nutzung und -detektion
Nanostrukturierte Halbleiter und Heterostrukturen für hocheffiziente Solarzellen und Photodetektoren
Materialien und Bauelemente für Lichtemission (LEDs, lichtemittierende Transistoren, Szintillatoren)
Kombination von experimenteller Bauteilcharakterisierung und modellbasierter Verlustanalyse
Integration von Materialien aus dem Basisbereich in optoelektronische Demonstratoren
Verknüpfung mit operando- und Zeitauflösungsmethoden zur Aufklärung von Degradationsmechanismen
GEGENSTAND DER FORSCHUNG
Materialien und Strukturen für effiziente Lichtemission, Lichtnutzung und optische Detektion
ZIEL
Wir wollen mit nanostrukturierten Materialien Wirkungsgrad, Lebensdauer und Funktionalität steigern und diese in Solarzellen, Lichtquellen und Detektoren demonstrieren.
HIGHLIGHTS
- Nanostrukturierte Halbleiter und Heterostrukturen für hocheffiziente Solarzellen und Photodetektoren.
- Materialien und Bauelemente für Lichtemission (LEDs, lichtemittierende Transistoren, Szintillatoren).
- Kombination von experimenteller Bauteilcharakterisierung und modellbasierter Verlustanalyse.
- Integration von Materialien aus dem Basisbereich in optoelektronische Demonstratoren.
- Verknüpfung mit operando- und Zeitauflösungsmethoden zur Aufklärung von Degradationsmechanismen.
LICHTNUTZUNG IN PHOTOVOLTAIK UND PHOTODETEKTOREN
Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Analyse von Materialien und Schichtstapeln für Solarzellen und Photodetektoren. Wir untersuchen, wie optische Absorption, Ladungstrennung und Transportverluste zusammenwirken, und leiten daraus Designregeln für neue Materialkombinationen ab – etwa für Perowskit-, Silizium- oder Tandem-Solarzellen. Datengetriebene Verlustanalysen helfen dabei, Engpässe gezielt zu adressieren.
LICHTEMISSION UND LUMINISZENZ
Lichtemittierende Materialien werden in LEDs, lichtemittierenden Transistoren oder Szintillatoren eingesetzt. Wir entwickeln und charakterisieren anorganische und hybride Emittersysteme, optimieren Emissionsspektrum, Effizienz und Lebensdauer und untersuchen, wie sich Defekte, Dotierungen und Nanostrukturierung auf die Lumineszenz auswirken. Nanostrukturierte Lumineszenzmaterialien spielen zudem eine Rolle in Sensorik und Strahlungsdetektion.
OPTISCHE DETEKTION UND SENSORIK
Optische Detektionskonzepte – etwa basierend auf Photolumineszenz, Absorption oder Streuung – ermöglichen empfindliche Sensorik für Temperatur, Strahlung und chemische Spezies. Im NETZ werden Materialien und Strukturen entwickelt, die eine optimale Kopplung von Licht und Materie erlauben, und in optische Bauteile integriert. Die Verbindung zu den Messtechnik-Aktivitäten ermöglicht dabei eine schnelle Rückkopplung zwischen Materialentwicklung und Anwendung.
Beteiligte Arbeitsgruppen
