KIP-Veröffentlichungen

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der Degradation von aufgedampften Methylammonium-Bleiiodid (CH3NH3PbI3) auf einem Siliziumsubstrat im Vakuum und in gasförmigem Stickstoff. Mittels Infrarotspektroskopie wurden MAPbI3 Dünnschichtfilme untersucht
und beschrieben. Dabei wurde eine Voruntersuchung zur Herstellung einer stabilen
Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Während der Voruntersuchung ist es gelungen das
Einwirken von H2O und CO2 auf die Transmissionsspektren durch konstantes Spülen mit
gasförmigem Stickstoff zu minimieren. Kurzzeitmessungen in einer so hergestellten stabilen
Stickstoffatmosphäre haben gezeigt, dass die Menge des Methylammoniums (MA) in
Stickstoffatmosphäre zurückgeht. In Langzeitmessungen ist es gelungen die Degradation
von MAPbI3 in Stickstoffumgebung über einen Zeitraum von 21 Tagen spektroskopisch zu
erfassen. Die Resultate von Robin Kaissner im Vakuum konnten im Zuge dieser Arbeit
teilweise reproduziert und bestätigt werden. Weitere Untersuchungen deuten darauf hin,
dass der anfängliche MA-Gehalt einen größeren Einfluss auf den Rückgang des MA im
Dünnschichtfilm hat als zuvor angenommen. Des Weiteren ergaben Messungen, dass Luftkontakt
den Degradationsprozess verändert. Schließlich stützen auch die Resultate dieser
Arbeit die Annahme, dass die Degradation aufgrund von Diffusion der MA-Moleküle an
der Schichtoberfläche auftritt. Es wird vermutet, dass Partialdrücke an der Schichtoberfläche
die Diffusion der MA-Moleküle antreiben und dazu führen dass die MA-Moleküle das
Material verlassen.

The subject of this thesis is the degradation of evaporated methylammonium lead-iodide
(CH3NH3PbI3) on a silicon substrate inside vacuum and gaseous nitrogen. MAPbI3 thin
films were investigated and described via infrared spectroscopy. For that matter preinvestigations
concerning the formation of a stable nitrogen atmosphere were carried out. During
these investigations the influence of H2O and CO2 on the transmissoin spectra were largely
reduced via constant flushing with gaseous nitrogen. Short time measurements proved that
the methylammonium content drops inside such a nitrogen atmosphere. During long time
measurements the degradation of MAPbI3 in a nitrogen environment over the course of
21 days was recorded via spectroscopy. During this investigation the observations of Robin
Kaissner in vacuo were partially reproduced and confirmed. Further investigations imply
that the initial methylammonium content has a greater impact on the regression of the methylammonium inside the thin films than previously assumed. Furthermore measurements
proved that air exposure can change the degradation process. Lastly the results of this
work also support the assumption that the degradation is caused by the diffusion of the
methylammonium molecules on the surface layer. It is assumed that the partial pressures on
the layer surface cause the diffusion of the methylammonium molecules, which ultimately
drives the metyhlammonium to leave the material.