Hintergrund:
Anorganisch-organische Perowskit-Solarzellen haben in der letzten Dekade einen rapiden Anstieg der Effizienz erlebt, sodass sie mit Spitzeneffizienzen von 23 % im Labor bereits heute mit der konventionellen Siliziumtechnologie konkurrenzfähig sind. Diese werden in der aktuellen Forschung hauptsächlich durch empirische Optimierung der Fertigung mittels des nicht skalierbaren Spincoating-Prozesses erreicht. Die sich in der Schicht einstellende Morphologie hängt maßgeblich von den Trocknungs- und Kristallisationsbedingungen ab und ist ausschlaggebend für die Eigenschaften der resultierenden Perowskitschicht und damit für die Effizienz der Solarzelle. Für die Skalierung auf industriellen Maßstab mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren ist es folglich notwendig, einen geeigneten Trocknungsprozess zu entwickeln. Hierfür müssen zunächst die grundlegenden Vorgänge während der Trocknung verstanden werden, um daraus ein Trocknungsmodell zu entwickeln.

Aufgaben / geplante Arbeiten:
Im Rahmen der Masterarbeit soll ein Beitrag zu Modellentwicklung für den Trocknungsprozess von Perowskit-Nanoschichten erarbeitet werden. Dafür steht unter anderem eine Hochpräzisions-Sorptionswaage zur Verfügung, mit welcher die Lösemittelbeladung von Nanoschichten bei gewählter Temperatur und Lösemittel-Aktivität in der Gasphase gemessen werden kann. Begleitend sollen mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) und UV/VIS-Spektroskopie Anhaltspunkte zur Kristallstruktur während Trocknung und Sorption gefunden werden. Aus Vorgängerarbeiten kann Frau Girrbach auf erste Erfahrungen mit Sorptionsmessungen an Perowskitschichten sowie den begleitenden Charakterisierungsmethoden zurückgreifen. 
Neben den Gleichgewichtsdaten soll über den zeitlichen Beladungsverlauf ebenfalls die Sorptionskinetik untersucht werden. Die Messungen sollen an getemperten und nicht getemperten Schichten aus Methylammoniumbleiiodid (MAPI) durchgeführt werden. Ergänzend sollen Gleichgewichtsdaten der Einzelkomponenten der Precursorlösung gesammelt werden, um ein am Institut verwendetes Modell zur Modellierung von Mischungs-Sorptionsisothermen auf das Stoffsystem anzuwenden. Schließlich sollen Sorptionsisothermen von so genannten Triple-Cation-Systemen gemessen werden. Diese sind in der aktuellen Forschung dem einfachen MAPI-System bezüglich Stabilität und Reproduzierbarkeit überlegen.