Schmidt, Ina (2018) Investigation of Dye-sensitized Photoanodes and Tris(2,2’-bipyridine)cobalt Redox Mediators Using Scanning Electrochemical Microscopy. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Scanning electrochemical microscopy (SECM) was employed in feedback (FB) mode to study the kinetics of the dye regeneration in dye-sensitized solar cells (DSC) with tris(2,2’-bipyridine)cobalt(II/III) ([Co(bpy)3]2+/3+) as redox mediator. Major studies were performed with the triphenylamine-based metal-free dyes D35 and D45 where the impact of the dye architecture on the kinetics in a DSC was investigated. Herein, SECM was used for the first time to determine the dye regeneration rate constant kox of a photooxidized organic dye by the one-electron redox mediator [Co(bpy)3]2+/3+ considering a correct stoichiometry. Nanostructured DSCs fabricated from TiO2 and D35 were imaged using shear force distance control SECM in FB mode. While it was not possible to resolve the response of individual sensitized TiO2 nanoparticles due to their small size compared to the microelectrode, local differences in the performance of screen-printed photoanodes could be resolved.

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Untersuchung farbstoffsensibilisierter Fotoanoden und Cobalt-tris-bipyridin-Redoxmediatoren mittels elektrochemischer Rastermikroskopie

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In dieser Arbeit wurde der Feedback-Modus (FB) des elektrochemischen Rastersondenmikroskops (SECM) verwendet, um die Kinetik der Farbstoffregeneration von farbstoffsensibilisierten Solarzellen (DSC) mit Cobalt(II/III)-tris-bipyridin ([Co(bpy)3]2+/3+) als Redoxmediator zu untersuchen. Der Einfluss der Farbstoffarchitektur wurde anhand zweier strukturell ähnlicher Triphenylamin-Farbstoffe, D35 und D45, untersucht. SECM wurde dabei zum ersten Mal mit einem stöchiometrisch korrekten Modell für einen Ein-Elektron-Mediator angewendet. Nanostrukturierte DSCs bestehend aus TiO2 und D35 wurden mit shear force SECM (SF-SECM) im FB-Modus mit [Co(bpy)3]2+/3+ topographisch und hinsichtlich ihrer elektrochemischen Oberflächenaktivität abgebildet. Obwohl es aufgrund der Größe der Mikroelektrode im Vergleich zu den TiO2-Partikeln nicht möglich ist, Informationen über einzelne Partikel zu erhalten, konnten lokale Reaktivitätsunterschiede der Fotoanode aufgelöst werden.

Item Type: Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords: Rasterelektrochemisches Mikroskop, Farbstoffsolarzelle, Farbstoffregeneration,Cobalt, Redoxmediator, Fotoanode
Subjects: Science and mathematics > Chemistry
Divisions: Faculty of Mathematics and Science > Department of Chemistry (IfC)
Date Deposited: 07 Nov 2018 11:41
Last Modified: 09 Nov 2018 11:57
URI: https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/3721
URN: urn:nbn:de:gbv:715-oops-38023
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