Regensburg 2000 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 30: Organische Bauelemente

HL 30.5: Talk

Thursday, March 30, 2000, 11:30–11:45, H13

Photovoltaische Untersuchung von Interferenzeffekt und Exzitonendiffusion im organischen Donor-Akzeptor-Zweischichtsystem CuPc/C₆₀ — •Th. Stübinger, W. Brütting und M. Schwoerer — Experimentalphysik II, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth

Am Zweischichtsystem aus den organischen Materialien Cu-Phthalocyanin (CuPc) als Elektronendonor und dem Buckminsterfulleren C₆₀ als Elektronenakzeptor können aufgrund der sich im sichtbaren Spektralbereich komplementär verhaltenden Absorptionsspektren der beiden Materialien Interferenzeffekte bei Variation der C₆₀-Schichtdicke und der Einfluß der Exzitonendiffusion im CuPc bei Variation dieser Absorberschichtdicke in den Photostromspektren getrennt und unabhängig voneinander untersucht werden. Ermöglicht wird dies durch eine sehr effektive Trennung der generierten Exzitonen an der Donor-Akzeptor-Grenzfläche durch den ultraschnellen photoinduzierten Ladungstransfer. Diese effiziente, lokalisierte Exzitonendissoziation in Zweischichtsystemen mit C₆₀ steigert zudem die photovoltaischen Ausbeuten gegenüber reinen CuPc-Einschichtsystemen bei gleicher Absorberschichtdicke um bis zu zwei Größenordnungen. Durch gezielte Optimierung der CuPc- und C₆₀-Schichtdicke können die photovoltaischen Ausbeuten gesteigert und Wirkungsgrade bis zu 0.6% erreicht werden. Mit einfachen physikalischen Modellen zum Interferenzeffekt und zur Exzitonendiffusion können materialspezifische Parameter (Exzitonendiffusionslänge, Brechungsindex) als Ergebnis der Modelle überprüft werden und Aussagen über optimale Schichtdicken getroffen werden.