Kohärente Kristalle und ihre Bedeutung in organischen Solarzellen

In organischen Halbleiterschichten aus Donor- und Akzeptormaterialien besteht einenger Zusammenhang zwischen der Dynamik photoelektrischer Prozesse und den vor-handenen Energiezuständen. Diese werden durch die Eigenschaften der Materialienselbst bestimmt, sind aber auch von der Wechselwirkung der Moleküle miteinanderabhängig und damit von deren relativen Orientierung sowie deren räumlichen Di-stanz. Die Energiezustände sind also direkt von der Morphologie der organischenSchicht mitbestimmt. In dieser Arbeit wird die Morphologie funktioneller Schichtenunter anderem von organischen Solarzellen visualisiert, welche aus einem Polymerund einem Nicht-Fulleren Akzeptor, im Speziellen PBDB -T und ITIC, gemischtwerden. Die Visualisierung der Morphologie erfolgt mittels Hellfeld Transmissions-elektronenmikroskopie (TEM) sowie analytischer TEM und wird mit den jeweili-gen Bauteilparametern korreliert. Durch Kryo-TEM Tomographie wurden kohären-te PBDB -T und ITIC Kristalle am Donor-Akzeptor-Übergang von PBDB -T:ITICMischschichten gefunden. Dabei dominieren ITIC Kristallstrukturen eines spezifi-schen Polymorphs. Mit diesen Resultaten demonstriert die vorliegende Arbeit Mög-lichkeiten zum visuellen Nachweis spezifischer morphologischer Eigenschaften vonorganischen Funktionsmaterialien. Diese Visualisierung ist grundlegend für die Mo-dellierung der genauen Anordnung von PBDB -T und ITIC Molekülen in der Misch-schicht und damit wegweisend für eine Simulation und Optimierung des Modellsys-tems PBDB -T:ITIC und darauf aufbauender Systeme