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Bestimmung kritischer elektrochemischer Parameter von Elektrolyten auf der Basis von Mischungen ionischer Flüssigkeiten für den Einsatz in Farbstoffsolarzellen

URN to cite this document: urn:nbn:de:bvb:355-opus-9270

Zistler, Markus (2008) Bestimmung kritischer elektrochemischer Parameter von Elektrolyten auf der Basis von Mischungen ionischer Flüssigkeiten für den Einsatz in Farbstoffsolarzellen. PhD, Universität Regensburg

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Abstract (German)

Im Rahmen dieser Dissertation wurden Elektrolyte für deren Einsatz in farbstoffsensibilisierten Solarzellen (dye-sensitized solar cells, DSSC) charakterisiert und optimiert. Dabei handelte es sich um Elektrolyte auf Basis einer binären Mischung der ionischen Flüssigkeit (ionic liquid, IL) 1-Methyl-3-propylimidazoliumiodid (MPII), welche gleichzeitig als Iodid-Quelle diente, und einer weiteren Träger-IL. Als Träger-ILs wurden die ionischen Flüssigkeiten 1-Ethyl-3-methylimidazoliumdicyanamid (EMIDCA), 1-Ethyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat (EMIBF4), 1-Ethyl-3-methylimidazoliumbis(trifluoro¬methylsulfonyl)imid (EMINTf2) und 1-Ethyl-3-methylimidazoliumtrifluoro¬methansulfonat (EMIOTf) untersucht. Es wurden an den verschiedenen IL-Mischungen die zwei kritische Parameter untersucht, und zwar der Triiodid-Diffusionskoeffizient und der Durchtrittswiderstand an der Pt-Elektrode. Diese Parameter wurden mittels Polarisationsmessungen bzw. Impedanzspektroskopie an Pt-Pt-Dünnschichtzellen bestimmt. Die Elektrolytsysteme wurden dabei in Abhängigkeit der Mischungszusammensetzung der beiden ILs und der Triiodidkonzentration in einem Temperaturbereich von 25 bis 60 °C charakterisiert. Dabei konnte ein nicht-Stokes�scher Ladungstransport beobachtet werden. Zusätzlich wurde der Einfluss von MgI2-Additiven auf den Durchtrittswiderstand untersucht. Bei den Impedanzmessungen an Pt-Pt-Dünnschichtzellen konnte eine anomale Temperaturabhängigkeit der elektrochemischen Doppelschichtkapazität festgestellt werden. Außerdem wurde der Fluoreszenz-Farbstoff Fluorol 7GA mittels Cyclovoltammetrie elektrochemisch charakterisiert.

Translation of the abstract (English)

In this doctoral thesis electrolytes for an application in dye-sensitized solar cells were characterized and optimized. These electrolytes based on a binary blend of the ionic liquid (IL) 1-methyl-3-propylimidazoliumiodide (MPII), which was used as an iodide source, and a second IL used as a solvent-IL. The ILs 1-ethyl-3-methylimidazoliumdicyanamide (EMIDCA), 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIBF4), 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMINTf2) und 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethansulfonate (EMIOTf) were investigated as solvent-ILs. Two critical parameters, the triidode-diffusion coefficient and the charge-transfer resistance at the Pt-electrode, were determined. Therefore polarization measurements and impedance spectroscopy at Pt-Pt-thin layer cells were conducted. The electrolyte systems were characterized in the temperature range of 25 to 60 °C in dependency on mixing ratio of both ILs and in dependency on the triiodide concentration. Thereby a non-stokasian charge transport was observed. Additionally the influence of MgI2-additives on the charge-transfer resistance was investigated. An anomalous temperature dependent behavior of the electrochemical double-layer capacity was observed by impedance measurements at Pt-Pt-thin layer cells. Furthermore the fluorescence dye Fluorol 7 GA was electrochemically characterized via cyclic voltammetry.

Item Type:Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Referee:Heiner (Prof. Dr.) Gores
Date of exam:24 January 2008
Institutions: Chemistry and Pharmacy > Institut für Physikalische und Theoretische Chemie > Chair of Chemistry VI - Physical Chemistry (Solution Chemistry) > PD Dr. Heiner Jakob Gores
Keywords:Farbstoffsolarzelle , Diffusionskoeffizient , Impedanzspektroskopie , Dünnschichtsolarzelle , Elektrolytlösung , Elektrolyte , Dünnschichtzellen , dye-sensitized solar cell , diffusion coefficient , impedance spectroscopy , electrolytes , thin layer cell
Subjects:500 Science > 540 Chemistry & allied sciences
Status:Published
Refereed:Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:Yes
Owner:Universitätsbibliothek Regensburg
Deposited On:27 Oct 2009 17:20
Last Modified:29 Oct 2012 10:56
Item ID:10712
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