Scarabino, Sabina (2020) Mechanistic analysis of dye regeneration and mass transport processes at dye-sensitized solar cells using microelectrochemical experiments. PhD, Universität Oldenburg.


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In this work, the dye-regeneration rate constant kox on photoanodes for dye-sensitized solar cells (DSSCs) was determined by means of scanning electrochemical microscopy (SECM). The experimental SECM data were analyzed with a model for finite kinetic reactions on ZnO and TiO2 semiconductors of variable thickness. The influence on the mediator mass transport limitation on the kox was calculated for sterically hindered mediators like the cobalt-base bipyridine complex [Co(bpy)3]2+/3+ and for dye molecules with steric hindrance. Among other aspects, the kox appeared to be enhanced by passivating the photoanodes and by introducing electrolyte additives that improve charge separation.

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Mechanistische Analyse des Massentransports und der Farbstoffregeneration in farbstoffsensibilisierten Solarzellen mittels mikroelektrochemischer Experimente

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In dieser Arbeit wurde die Geschwindigkeitskonstante kox der Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle (DSSCs) der Farb-stoff-regeneration mit Hilfe der elektrochemischen Rastermikroskopie (SECM) be-stimmt. Die experimentellen Daten wurden auf Basis eines literaturbekannten Modells finiter Reaktionskinetik analysiert, fur die Halbleiter ZnO und TiO2. Um den Einfluss der Massentransport-Limitation durch den Mediator zu bestimmen, die Rege-nerationskonstante kox wurde sowohl für sterisch gehinderte Mediatoren, wie [Co(bpy)3]2+/3+ als auch der sterischen Hinderung des Farbstoffmoleküls auf kox bewertet werden. Unter anderem wurde eine Erhöhung von kox beobachtet, wenn die Photoanoden passiviert und dem Elektrolyten Additive zur Verbesserung der Ladungstrennung zugesetzt wurden.

Item Type: Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords: Halbleiter, Farbstoffsolarzelle, Regeneration (Chemie), Diffusion, Rasterelektrochemisches Mikroskop
Subjects: Science and mathematics > Chemistry
Divisions: Faculty of Mathematics and Science > Department of Chemistry (IfC)
Date Deposited: 16 Sep 2020 07:21
Last Modified: 22 Sep 2020 08:45
URN: urn:nbn:de:gbv:715-oops-47536

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