KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss von Vakuum auf aufgedampfte dünne Schichten an Methylammonium-Bleiiodid (CH3NH3PbI3) auf einem Siliziumsubstrat untersucht. Hierfür werden Infrarot-Transmissionsspektren der Proben unter Vakuumbedingungen ausgewertet. Es wird festgestellt, dass eine Abnahme des Methylammoniumgehalts der Schicht mit fortschreitender Zeit der Proben im Vakuum stattfindet. Diese Abnahme ist unabhängig von der Prozessierung der Proben. Der relative Methylammoniumgehalt sinkt für Proben gröÿere Schichtdicke langsamer. Es ergeben sich Hinweise darauf, dass der Prozess der Methylammoniumabnahme verstärkt an der Schichtoberfläche der Probe abläuft. Weitere Veränderungen der Proben durch Vakuum sind die Abnahme der evaluierten Schichtdicke und im IR-Spektrum neu auftretende Absorptionsbanden, sowie eine Verminderung der Fähigkeit Wassermoleküle in die Schichtstruktur einzulagern.
Die Gesamtheit der gemachten Beobachtungen führt zur Vermutung, dass im Vakuum ein Diffusionsprozess des Methylammonium stattfindet. Aus dem inneren der Schicht diffundiert Methylammonium an die Schichtoberfläche und verlässt dort die Probe. Dabei bleiben dünne Lagen Bleiiodids an der Schichtoberfläche zurück, welche die Abnahme der evaluierten Schichtdicke und ebenso die verminderte Fähigkeit, Wassermoleküle aus der Umgebung in die Schichtstruktur einlagern zu können, zu erklären vermag. Ferner deuten die im Transmissionspektrum neu auftretenden Absorptionsbanden auf eine eventuelle Umsetzung des Methylammoniums zu andersartigen Bindungen in der Schicht hin.

This work investigates the influence of vacuum on evaporated methylammonium lead iodide thin films (CH3NH3PbI3) onto a silicon substrate. Therefore infrared transmission spectra of the samples in vacuum are evaluated. An ongoing decrease of methylammonium within the layer is observed. This decrease is independent of the sample processing. The relative methylammonium concentraition in the layer decreases slower for samples of higher layer thickness. There are hints that the decreasing process of the methylammonium takes places intensifed at the layer surface. Further changes of the samples due to vacuum conditions are an ongoing decrease of the evaluated layer thickness, some emerging peaks in the transmission spectra, as well as the reduction of the ability to embed water molecules into the layer structure. The sum of the results lead to the assumption of an diffusion process of the methylammonium within the layer. It diffuses from the inside to the layer surface, where it leaves the layer. Thereby thin lead iodide layers emerge at the layer surface, which provide an explanation for the decrease of the evaluated layer thickness and also the reduced ability to embed water molecules into the layer structure. Furthermore the emerging peaks in the spectra might indicate a reaction process of the methylammonium to new molecules or bondings within the layer.