%0 Generic
%A Völker, Barbara
%D 2012
%F heidok:13382
%K dye sensitized solar cell, organic photovoltaic, infrared-spectroscopy, ATR-IR-spectroscopy, RAMAN-spectroscopy
%R 10.11588/heidok.00013382
%T Spektroskopische Charakterisierung von farbstoffsensibilisierten Solarzellen
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13382/
%X Die Beschreibung und das Verständnis einzelner Prozess-Schritte bei der Herstellung einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle ist ein entscheidender Vorgang zur systematischen Weiterentwicklung derselben.  Für eine erfolgreiche industrielle Anwendung sind einerseits die systematische Steigerung des Wirkungsgrades und die zuverlässige Kontrolle der einzelnen Prozessschritte notwendig, andererseits ist die Erhöhung der Lebensdauer von einigen Tagen bis Monaten auf mehrere Jahre unabdingbar. Um dies zu ermöglichen, wird im Rahmen dieser Arbeit zunächst eine analytische Methode entwickelt, um die Herstellung der farbstoffsensibilisierten Solarzelle konsequent zu beleuchten. Es muss realisierbar sein, die molekularen Zusammenhänge zu beschreiben und gleichzeitig Rückschlüsse auf die Zellfunktion zu ermöglichen. Aus diesem Grund wird aus der Prozess-Kette der farbstoffsensibilisierten Solarzelle der wichtige Schritt der Infiltration des Farbstoffs in das poröse System genau untersucht. Die Anbindung des Farbstoffs an poröses Titandioxid ist ausschlaggebend für die Übertragung von Elektronen. Um diesen Herstellungsschritt zu untersuchen wurde überwiegend die Methode der ATR-IR-Spektroskopie eingesetzt. Eine optimierte ATR-IR-Durchflusszelle ermöglicht dabei zeitaufgelöste Untersuchungen der Anbindungsreaktion in einem Vakuum-Spektrometer. Mit Hilfe der Transmissions-Spektroskopie auf Silizium-Wafern können Charakteristika des porösen Titandioxids exakt aufgelöst und die Art der Anbindung von Farbstoffen auf Titandioxid analysiert werden. Die experimentell ermittelten Daten wurden durch eine theoretische Beschreibung und eine Simulation der IR-Absorption in Abhängigkeit der Zeit gestützt. Ein weiterer Schritt ist die Korrelation aller spektroskopisch ermittelten Daten mit elektrischen Daten der entsprechenden Solarzelle. Durch die gezielte Auswahl strukturähnlicher Farbstoffe wurde sowohl der Einfluss der Anker- und Seitengruppe als auch der des Grundgerüstes untersucht. So ist sowohl eine frühe Prozesskontrolle als auch eine systematische Weiterentwicklung der farbstoffsensibilisierten Solarzelle.