Neuartige Elektrolytsysteme für Grätzel-Solarzellen: Mechanismen des Iod- und Ladungstransports

• Applicant: Professor Dr. Nicolaas A. Stolwijk (†)
• Subject Area: Thermodynamics and Kinetics as well as Properties of Phases and Microstructure of Materials
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 180559249

Ziel des Vorhabens ist, die Mechanismen des Iod- und Ladungstransport in neuartigen Elektrolyten mit Anwendungspotenzial für Grätzel-Solarzellen aufzuklären, um aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse verbesserte Elektrolytsysteme vorzuschlagen. Insbesondere soll die neue Hypothese geprüft werden, dass die Zugabe des elementaren Iods zu den Iodsalz-basierten Elektrolyten zu einer verringerten Paarbildung führt, die eine Beschleunigung des Ladungstransports bewirkt. Als Konsequenz dieser Hypothese sollte der in der Literatur bevorzugte Grotthuß-ähnliche Mechanismus keine entscheidende Rolle spielen.In Grätzel-Zellen oder Farbstoffsolarzellen basiert die Regeneration des Farbstoffes und der Ladungstransport im Elektrolyt auf einer Redoxreaktion des Iods. Daher soll in diesem Projekt die Ioddiffusion im Elektrolyt mittels der Radiotracermethode erstmalig direkt gemessen und mit der Gesamtleitfähigkeit aller Ionen und dem Diffusionskoeffizient der Kationen verglichen werden. Als Elektrolyte werden Polymer-Salz-Komplexen mit und ohne Zugabe von reinem Iod (I2) synthetisiert. Dabei besteht die Salzkomponente gänzlich oder zum Teil aus einer Raumtemperatur-Ionenflüssigkeit mit Iod als Anion. Insbesondere werden Massen- und Ladungstransport in Abhängigkeit von der Temperatur und der Iodid/Iod-Konzentration eingehend untersucht.Zur vollständigen Charakterisierung der Transportvorgänge sollen zudem elektrochemische und Kernspinresonanz-Messungen durchgeführt werden.

• DFG Programme: Research Grants