Elektrochemische Abscheidung von kristallinen nanoporösen Titandioxid-Filmen und ihre Anwendung in flexiblen farbstoffsensibilisierten Solarzellen

• Antragsteller: Dr. Torsten Oekermann
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 22731738

Die Entwicklung neuer Niedrigtemperatur-Methoden (< 150 °C) zur Präparation von nanoporösen Metalloxid-Filmen ist eine Voraussetzung für die Herstellung effektiver flexibler farbstoffsensibilisierter Solarzellen (¿Farbstoffsolarzellen ). Durch elektrochemische Abscheidung unter dem Einfluss von Farbstoffmolekülen wurden bereits nanoporöse ZnO/Farbstoff-Hybridfilme erhalten, die aufgrund schnelleren Ladungstransportes effektiver als Filmen aus ZnO-Nanopartikeln sind. Vor kurzem ist es uns gelungen, erstmals kristalline TiO2-Filme auf direktem Wege durch anodische Oxidation von TiCI3 elektrochemisch zu erzeugen. Aufbauend auf diese Vorarbeiten soll nun das Konzept der elektrochemischen Abscheidung von nanoporösen ZnO/Farbstoff-Hybridfilmen auf TiO2 übertragen werden, das im Allgemeinen weiterhin das effektivste Halbleitermaterial für Farbstoffsolarzellen ist. Neben der Weiterentwicklung der Abscheidungsmethode, wobei neben Farbstoffmolekülen auch andere strukturdirigierende Agenzien (SDA) zum Einsatz kommen, steht dabei vor allem der Test des Materials in farbstoffsensibilisierten Solarzellen im Vordergrund. Umfangreiche photoelektrochemische Untersuchungen ermöglichen es, die einzelnen in den Zellen ablaufenden Vorgänge zu charakterisieren und mögliche limitierende Faktoren zu identifizieren, um das Material im Hinblick auf den Einsatz in Farbstoffsolarzellen zu optimieren. Zusätzlich soll hierbei die von den Messungen am ZnO abgeleitete Theorie, dass elektrochemisch abgeschiedene Filme einen schnellen Ladungstransport aufweisen, auch am Beispiel des TiO2 überprüft werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen