Ladungsträgertransport in farbstoffsensibilisierten Solarzellen auf Basis von nanoporösem TiO2

ISBN-13: 9783838677255 / Niemiecki / Miękka / 2004 / 168 str.

Gregor Kron

Opis

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Energiewissenschaften, Note: 1,0, Universitat Stuttgart (Elektrotechnik, Physikalische Elektronik), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe: Zusammenfassung: Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung und der elektrischen Charakterisierung farbstoffsensibilisierter Solarzellen (FSSZ), die zum einen mit dem flussigen Iodid/Triiodid-Redoxelektrolyt, zum anderen mit einem organischen Festkorperlochleiter arbeiten. Entlang des Weges eines am Frontkontakt injizierten Elektrons untersuche und modelliere ich vier verschiedene funktionale Prozesse an den Grenzschichten und in den einzelnen Medien. Dabei vergleiche ich teilweise die beiden FSSZ-Typen miteinander. Der Einfluss des Frontkontaktmaterials auf die Extraktion photogenerierter Elektronen bildet den ersten Schwerpunkt der Arbeit. Das effektive Banddiagramm der FSSZ im thermodynamischen Gleichgewicht zeigt, dass sich am Frontkontakt eine eingebaute Spannung aufbaut, die vom verwendeten Kontaktmaterial abhangt. Eine im Experiment vorgenommene Variation der Frontkontaktmaterialien in der FSSZ modifiziert aufgrund der unterschiedlichen Austrittsarbeiten die eingebaute Spannung. Die Grosse der eingebauten Spannung am Frontkontakt wirkt sich wenig auf die Leerlaufspannung des Bauelements aus, sondern spiegelt sich vor allem in der Form der I/V-Kurven wider. Den zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Admittanzspektroskopie der FSSZ. Entsprechend der Theorie der klassischen Diffusionsadmittanz am pn-Ubergang bestimmt die Diffusion von Elektronen im Titandioxid die Admittanz der Elektrolyt-FSSZ. Im Falle der Festkorper-FSSZ zeigt die Analyse der Admittanzdaten negative Kapazitatswerte, gleichbedeutend einer Induktivitat. Die Auswertung von I/V-Kennlinien der beiden verwendeten FSSZ-Typen zeigt, dass die Leerlaufspannung der Festkorper-FSSZ parallel zur Titandioxid-Schichtdicke d zunimmt. Die Elektrolyt-FSSZ verhalt sich kontrar dazu und damit