Materialwissenschaften

Um die Effizienz organischer Solarzellen gezielt zu verbessern, ist ein detailliertes Verständnis der zugrundeliegenden Elementarschritte von der Photonenabsorption über Exzitonendiffusion und -dissoziation an der Donor-Akzeptor-Grenzfläche bis hin zur Ladungstrennung und dem eigentlichen Ladungstransport hin zu den Elektroden notwendig.

Um diese Prozesse zu verstehen, werden mit Hilfe von Molekularmechanik/Kraftfeldern Ausschnitte der Donor-Akzeptor-Grenzfläche in silico modelliert. Die Potenzialflächen für verschiedene Zustände wie Exzitonen- und Ladungstransportniveaus werden mit quantenmechanischen Methoden berechnet. Zusammen mit Monte-Carlo-Simulationen ermöglichen sie Rückschlüsse auf geschwindigkeitsbestimmende Schritte, effizienzlimitierende Parameter und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.