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Metallfreie organische Farbstoffe für farbstoffsensibilisierte Solarzellen – von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu Designregeln

Authors

  • Amaresh Mishra Dr.,

    1. Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, 89081 Ulm (Deutschland), Fax: (+49) 731-50-22-840
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  • Markus K. R. Fischer Dipl.-Chem.,

    1. Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, 89081 Ulm (Deutschland), Fax: (+49) 731-50-22-840
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  • Peter Bäuerle Prof. Dr.

    1. Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, 89081 Ulm (Deutschland), Fax: (+49) 731-50-22-840
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Abstract

Es geht auch ohne Ru: Farbstoffsensibilisierte Solarzellen, die metallfreie organische Farbstoffe enthalten, wurden in den vergangenen Jahren entscheidend verbessert. Mittlerweile haben sich verschiedene Strategien bei der Konstruktion der Farbstoffe etabliert. In diesem Aufsatz werden Struktur-Eigenschafts-Effizienz-Beziehungen aus der Vielzahl publizierter Farbstoffe abgeleitet, die dabei helfen sollen, hocheffiziente Sensibilisatoren zu entwerfen.

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Farbstoffsensibilisierte Solarzellen (dye-sensitized solar cells, DSSCs) haben in den letzten Jahren beachtliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil sie eine Möglichkeit zur kostengünstigen Produktion von Solarenergie darstellen. In diesem Aufsatz konzentrieren wir uns auf aktuelle Fortschritte bei der Entwicklung von funktionellen metallfreien Farbstoffen und deren Anwendung in farbstoffsensibilisierten Solarzellen mit unterschiedlichen Elektrolytsystemen. Ebenso wird die Cosensibilisierung, eine Technik zur Erweiterung des Absorptionsbereichs, als eine Möglichkeit erläutert, die Leistungsfähigkeit von Solarzellen zu verbessern. Zusätzlich berichten wir über invertierte Farbstoffe, die in Photokathoden Verwendung finden und damit einen relativ neuen Ansatz für die Herstellung von Tandemzellen darstellen. Besonderer Wert wurde darauf gelegt, Beziehungen zwischen der Molekülstruktur, den daraus resultierenden physikalischen Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit in Solarzellen herauszuarbeiten.

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