von Jesko Marian Momotow ; Ina Bühnen ; Karolin Trautmann-Grill ; Guido Kobbe ; Dennis Hahn ; Roland Schroers ; Bernhard Heinrich ; Tobias Gaska ; Helmut Forstbauer ; Burkhard Schmidt ; Regina Boger ; Andreas Hüttmann ; Gerhard Heil ; Doris M. Kraemer ; William H. Krüger ; Vanja Zeremski ; Norbert Grobe ; Kathleen Jentsch-Ullrich ; Frank Griesinger ; Michael Fuchs ; Bastian von Tresckow ; Peter Borchmann ; Andreas Engert ; Paul Jan Bröckelmann
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. <dt.>
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. <engl.>
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. <dt.>
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. <engl.>
