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Titelaufnahme

Titel
Integration und Optimierung von farbstoffsensibilisierten Low-Cost Solarzellen
AutorOhms, Benjamin
PrüferHilleringmann, Ulrich In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen ; Krauter, Stefan In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2014
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2014
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 12.12.2013
Verteidigung2013-12-12
SpracheDeutsch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-14085 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Integration und Optimierung von farbstoffsensibilisierten Low-Cost Solarzellen [203.23 mb]
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Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedenste Möglichkeiten aufgezeigt, Farbstoffsolarzellen aufzubauen und zu integrieren. Es werden Optimierungsmaßnahmen vorgestellt, die den Wirkungsgrad der Zelle verbessern und einige Anwendungsfelder beschrieben, die für die Farbstoffsolarzelle beim heutigen Entwicklungsstand denkbar sind. Die Optimierungen werden dabei unter dem wichtigen Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit betrachtet. Denn nur, wenn es bei allen Optimierungsansätzen gelingt, farbstoffsensibilisierte Solarzellen im Low-Cost Segment zu belassen, werden sie in Zukunft eine wichtige Ergänzung zur Siliziumzelle darstellen können. So wird durch die Anwendung von gepulsten und ungepulsten UV-Strahlen die Schichtqualität der TiO2-Nanopartikel deutlich gesteigert. Daraus ergibt sich eine effektive Alternative zur Hochtemperatur-Sinterung, die bei temperaturempfindlichen Foliensubstraten nicht angewendet werden kann. Eine weitere Optimierung stellte eine Zwischenschicht aus Titan dar. Sie wird auf die ITO Frontelektrode gesputtert und verbessert zusätzlich den Ladungsträgerübergang an der Elektrodengrenzfläche. Weiterhin wird der Nachweis erbracht, dass die Verwendung von Carbon-Nanotubes als Katalysatormaterial sich positiv auf die Zellenperformance auswirkt. Insgesamt kann die Ausgangsleistung einer mit Hibiskus gefärbten Farbstoffsolarzelle auf das 10-fache gesteigert werden, ohne der Solarzelle ihren Low-Cost Charakter zu nehmen.

Zusammenfassung (Englisch)

The efficiencies of dye sensitized solar cells (DSSCs) can be improved by different kind of very simple integration techniques. Here, it is important to maintain the low-cost, sustainable character of the DSSCs. A first improvement of the DSSC can be done by UV irradiation of the TiO2 nano particle film. The UV irradiation enlarges the active nano particle surface and is a valuable simple method to improve the quality of DSSCs integrated on foils with a low temperature budget. To improve the contact of the TiO2 nano particle film to the ITO layer an additional thin Ti layer can introduced in between. This layer modifies the potential barrier at the transition from the semiconducting TiO2 to the transparent conductor without excessive thermal heating. A further improvement of the DSSC can be achieved by adding carbon nanotubes (CNT) to the catalyst layer. The conductivity of CNTs is very high, and they act as a catalyst. Adding these process steps it is possible to increase the efficiency of a standard DSSC cell with hibiscus dye by more than a factor of 10.