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Professor Erich Krautz-Preisträgerin 2013: Julia K. Kraus (geb. Wagner)


Dr. Julia Kraus

Mit der Verleihung des Krautz-Preises würdigen die Stiftung der Universität Augsburg und das Institut für Physik Julia Kraus' systematische und umfassende Untersuchungen der physikalischen und strukturellen Eigenschaften organischer Heterostruktursolarzellen.

Die Herausforderung bei organischen Halbleitern für Anwendungen in der Photovoltaik liegt in der exzitonischen Natur der optischen Anregungszustände. Daher ist für eine effiziente Ladungstrennung die Kombination von zwei Komponenten mit unterschiedlichen Elektronenaffinitäten und Ionisationspotentialen - einem Elektronendonor und einem Elektronenakzeptor - notwendig. Gleichzeitig muss diese D/A-Grenzfläche innerhalb der Lebensdauer der Exzitonen erreicht werden, was insbesondere bei Exzitonendiffusionslängen im Nanometerbereich gewisse Herausforderungen an die Schichtmorpologie eines derartigen Heteroübergangs mit sich bringt. Vor allem bei aus der Lösung aufgebrachten Polymerschichten hat sich dabei das Konzept der Volumenmischung durchgesetzt, bei molekularen Materialien, wie sie von Frau Kraus untersucht wurden, ist das Rennen zwischen beiden Konzepten - Mischung und planarer Heteroübergang - im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Zellen derzeit noch offen.

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J. Wagner et al., Adv. Funct. Mater. (2010)

Gerade vor diesem Hintergrund haben die Untersuchungen von Julia Kraus sowohl im Hinblick auf die Entwicklung eines besseren Verständnisses für die physikalischen Prozesse sowie die Maßschneiderung organischer Heterostrukturen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Bauelemente eine sehr große Bedeutung. Ihre Herangehensweise ist dabei sehr systematisch und gleichzeitig umfassend. An Hand eines prototypischen Modellsystems bestehend aus dem molekularen Donor Diindenoperylen und dem Fulleren C60, die in dieser Kombination erstmals eingesetzt wurden, entwickelt sie ein ganzheitliches Verständnis aller relevanten Grenzflächen in einem derartigen Bauelement. Von besonderer Bedeutung ist natürlich die aktive Donor-Akzeptor-Grenzfläche; daneben werden aber auch beide Elektrodengrenzflächen sowie der Volumentransport durch den organischen Halbleiter untersucht.