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    Die Hector Fellow Academy stößt innovative Forschungsprojekte in neuen wissenschaftlichen Fragestellungen an.

Neuartige Anwendungen mit organischen thermoelektrischen Modulen

Shu-Jen Wang – Hector Fellow Karl Leo

Dieses Projekt zielt darauf ab, modulationsdotierte organische thermoelektrische Module für die Energiegewinnung in Nischenbereichen zu nutzen, in denen die Flexibilität der Module entscheidend ist. Wir werden neuartige Gerätearchitekturen auf der Grundlage modulationsdotierter organischer Thermoelektrika entwickeln, um innovative Anwendungen zu ermöglichen.

Dotierung ist eine Schlüsseltechnologie in der Halbleiterindustrie, da diese Methode die Einführung von freien Ladungsträgern in Halbleitersysteme mit definierten Ladungsträgertypen ermöglicht. Bei der Modulationsdotierung wird die ionisierte Dotierstoffverunreinigung, die den Ladungsträgertransport beeinträchtigt, umgangen, wodurch die Ladungsträgerkonzentration und -beweglichkeit unabhängig voneinander maximiert werden können. Daher ist diese Methode für thermoelektrische Bauelemente attraktiv, da die Leitfähigkeit maximiert werden kann, ohne die thermoelektrischen Parameter zu beeinträchtigen und somit die thermoelektrische Leistungszahl zu maximieren. Während die Modulationsdotierung bei anorganischen Halbleitern eine weit verbreitete Technik für leistungsstarke anorganische elektronische Anwendungen ist, wurde diese Methode bei organischen Halbleitern noch nicht ausreichend untersucht und genutzt.

Hier werden wir uns auf die Entwicklung neuartiger Prototypen von Bauelementen konzentrieren, die hochleistungsfähige modulationsdotierte organische Thermoelektrika für innovative Anwendungen nutzen. Konkret möchten wir selbstversorgte Sensorkonzepte für die Echtzeitüberwachung von Umwelt- oder Gesundheitsbedingungen entwickeln sowie die Energieeffizienz von Displays oder Solarzellenmodulen unter Verwendung der thermoelektrischen Module verbessern.