Modellierung von Farbstoffsolarzellen mit polymerem Lochleiter
type: CreativeWork
description: FSZ bestehen aus Farbstoffmolekülen, welche chemisch an die Oberläche einer porösen Titandioxidschicht gebunden sind. Diese Schicht ist auf der Frontelektrode aufgebracht (gewöhlicherweise ein Glas, das mit einer transparent leitfähigen Schicht bedeckt ist). Die Poren sind mit einem Redoxelektrolyten ausgefüllt, der den Ladungsträgertransport vom Farbstoff zur Rückelektrode übernimmt. Licht wird vom Farbstoff absorbiert, unter der Anregung eines Elektrons vom höchsten unbesetzten Molekularorbital (HOMO) in das niederste besetzte Molekularorbital (LUMO). Das Elektron wird in das Leitungsband des Titandioxides injiziert und zur TCO-Elektrode transportiert. Der ionisierte Farbstoff wird vom Redoxsystem regeneriert. In dieser Arbeit wurde das flüssige Redoxssystem durch ein lochleitendes Polymer ersetzt, da das Versiegeln der FSZ noch ein ungelöstes Problem darstellt. Da der Wirkungsgrad dieses Solarzellentyps weit unter dem von FSZ mit flüssigem Elektrolyten liegt, wurden zwei verschiedene Vorgehensweisen unternommen, um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Mit der Laserinduzierten Sekundären Neutralteilchen Massenspektroskopie wurde herausgefunden, dass die Poren in FSZ, die nach der konventionellen Methode hergestellt wurden, nur schlecht mit Polymer ausgefüllt sind. Daher wird nur ein kleiner Teil der Farbstoffmoleküle vom Lochleiter kontaktiert, ein großer Teil an Strom geht verloren. Daher wurde ein neues Zellkonzept entwickelt. Anstatt die unterschiedlichen Schichten nacheinander aufzubringen, wurde eine Mischung aus Titaniumdioxid, Farbstoff und Polymer in einem Schritt aufgebracht und später mit einem Druck von 300bar zusammengepresst. Mit dieser Methode wurde eine gute Porenausfüllung erreicht, aber die Wirkungsgrade waren dennoch zu gering, wenn PEDOT als lochleitendes Polymer verwendet wurde. Deswegen wurde ein zweidimensionales Modell entwickelt, um die vorherrschenden in der Zelle wirksamen Mechanismen zu untersuchen. Das Modell vereinfacht die poröse Titandioxids…
abstract: FSZ bestehen aus Farbstoffmolekülen, welche chemisch an die Oberläche einer porösen Titandioxidschicht gebunden sind. Diese Schicht ist auf der Frontelektrode aufgebracht (gewöhlicherweise ein Glas, das mit einer transparent leitfähigen Schicht bedeckt ist). Die Poren sind mit einem Redoxelektrolyten ausgefüllt, der den Ladungsträgertransport vom Farbstoff zur Rückelektrode übernimmt. Licht wird vom Farbstoff absorbiert, unter der Anregung eines Elektrons vom höchsten unbesetzten Molekularorbital (HOMO) in das niederste besetzte Molekularorbital (LUMO). Das Elektron wird in das Leitungsband des Titandioxides injiziert und zur TCO-Elektrode transportiert. Der ionisierte Farbstoff wird vom Redoxsystem regeneriert. In dieser Arbeit wurde das flüssige Redoxssystem durch ein lochleitendes Polymer ersetzt, da das Versiegeln der FSZ noch ein ungelöstes Problem darstellt. Da der Wirkungsgrad dieses Solarzellentyps weit unter dem von FSZ mit flüssigem Elektrolyten liegt, wurden zwei verschiedene Vorgehensweisen unternommen, um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Mit der Laserinduzierten Sekundären Neutralteilchen Massenspektroskopie wurde herausgefunden, dass die Poren in FSZ, die nach der konventionellen Methode hergestellt wurden, nur schlecht mit Polymer ausgefüllt sind. Daher wird nur ein kleiner Teil der Farbstoffmoleküle vom Lochleiter kontaktiert, ein großer Teil an Strom geht verloren. Daher wurde ein neues Zellkonzept entwickelt. Anstatt die unterschiedlichen Schichten nacheinander aufzubringen, wurde eine Mischung aus Titaniumdioxid, Farbstoff und Polymer in einem Schritt aufgebracht und später mit einem Druck von 300bar zusammengepresst. Mit dieser Methode wurde eine gute Porenausfüllung erreicht, aber die Wirkungsgrade waren dennoch zu gering, wenn PEDOT als lochleitendes Polymer verwendet wurde. Deswegen wurde ein zweidimensionales Modell entwickelt, um die vorherrschenden in der Zelle wirksamen Mechanismen zu untersuchen. Das Modell vereinfacht die poröse Titandioxids…
author: Wagner, Jochen
keywords: dye solar cell, modelling, conducting polymers
date modified: 2026-07-24T02:22:16Z
provider: University of Freiburg
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: University of Freiburg