Bibliographic Metadata
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- TitleOptoelectronic Applications of Tin-based Oxides - Studies about Optical O2 Sensing and Photovoltaics / Linda Kothe ; Reviewer: Prof. Dr. Michael Tiemann, Prof. Dr. Cedrik Meier
- Author
- Degree supervisor
- Published
- Description1 Online-Ressource (xxv, 140 Seiten) Illustrationen, Diagramme
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2025
- AnnotationTag der Verteidigung: 16.07.2025
- Defended on2025-07-16
- LanguageEnglish
- Document TypesDissertation (PhD)
- Keywords (GND)
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Zusammenfassung
Optoelektronische Komponenten können aus Ladungsträgern Strahlung erzeugen und diese in Ladungsträger umwandeln. Ein wesentlicher Aspekt dieser Technologien ist die Verwendung von transparenten, leitenden Metalloxiden. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Synthese und Charakterisierung von Zinnoxidbasierten Materialien. Die optischen und elektronischen Eigenschaften können durch Dotierung mit anderen Elementen oder Mischung mit weiteren Oxiden auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Die Rekombination der Ladungsträger hat einen wesentlichen Einfluss auf die Funktionalität des jeweiligen Materials. Im Rahmen der Photolumineszenz-Sensorik wurde festgestellt, dass die Rekombination der Ladungsträger durch die Anwesenheit von O2 sowie eine Erhöhung der Temperatur beschleunigt wird. Die Wechselwirkung von Metalloxiden mit O2 kann mit den Prinzipien der resistiven Halbleitergassensorik beschrieben werden. Etablierte Lumineszenzsensoren basieren in der Regel auf metallorganischen Verbindungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit erfolgt eine Gegenüberstellung der beiden Modelle. In Solarzellen ist die Unterdrückung der Rekombination von Ladungsträgern von entscheidender Bedeutung für einen hohen Wirkungsgrad. Perovskit-Solarzellen werden als eine der vielversprechendsten Technologien angesehen. Die Absorption von Licht führt zur Erzeugung von Ladungsträgerpaaren, welche anschließend an der benachbarten Ladungstransportschicht je nach Polarität getrennt werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Optimierung der elektronentransportierenden Schicht.
Abstract
Optoelectronic components manifest a dual capacity: they are capable of generating radiation from charge carriers and converting radiation into charge carriers. A critical component of these technologies is the incorporation of transparent conducting oxides. The present work is focused on the synthesis and characterization of tin oxide-based materials. The optical and electronic properties can be tailored to a specific application through the process of doping with other elements or mixing with other oxides. The recombination of charge carriers is a key factor that determines the functionality of the material under consideration. In the context of photoluminescence sensing it was found that the recombination of charge carriers is significantly accelerated by the presence of O2 and an increase in temperature. The interaction of metal oxides with O2 can be described using the principles of resistive semiconductor gas sensing. The majority of established luminescence sensors are based on metal-organic compounds. In the present work, both models are compared. In the area of solar cell research, the suppression of the recombination of charge carriers is imperative for achieving high power conversion efficiency. Perovskite solar cells are considered to be among the most promising technologies. The absorption of light leads to the generation and separation of charge carrier pair, which are subsequently separated by polarity at the adjacent charge transporting layer. The objective of this study is to optimize the electron transporting layer.
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