A molecular view on dye-sensitized solar cell interfaces with in situ nearfield Raman spectromicroscopy

用原位近场拉曼光谱显微镜观察染料敏化太阳能电池界面的分子视图

• 批准号: 219933149
• 负责人: Professorin Dr. Katrin F. Domke
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitgruppe Physikalische Chemie (AK Domke)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Independent Junior Research Groups
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/219933149?language=en
• 关键词: molecular; view; dye; sensitized; solar

Im Hinblick auf die schwindenden fossilen Energiequellen ist die Entwicklung kostengünstiger und flexibler alternativer Energieumwandlungskonzepte unerlässlich. Farbstoffsensitivierte Solarzellen (FS), die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln, sind ein hervorragendes Beispiel für solche Alternativkonzepte. Modernste FS erreichen allerdings nur etwa 1/3 der theoretisch möglichen Umwandlungseffizienz. Um FS gezielt zu verbessern und die Technologie in Richtung Standardanwendung voranzutreiben, bedarf es molekularer Einblicke in die physikalisch-chemischen Eigenschaften der hochkomplexen Farbstoff/Elektrode/ Elektrolyt-Grenzfläche, an der die Energieumwandlung stattfindet. Im Rahmen des Emmy-Noether-Projektes möchte ich mit Hilfe eines neu zu entwickelnden in situ Nahfeld-Raman-Spektromikroskops Aufschluss über die FS-Grenzflächenprozesse auf molekularer Skala geben. Der ungekannte Blick ins Detail sowohl spektroskopischer als auch topographischer Natur unter realistischen Betriebsbedingungen wird Antworten auf Schlüsselfragen in der FS-Entwicklung geben: Welcher Art sind die Farbstoff-Elektroden-Elektrolyt-Wechselwirkungen und in welchem Zusammenhang stehen sie mit der Oberflächenmorphologie? Kann die Solarzellenaktivität durch Anwesenheit von Defekten oder leistungssteigernden Molekülen oder Partikeln kontrolliert werden? Welche chemischen Prozesse liegen dem Effizienzverlust durch UV-Einstrahlung und/oder die Präsenz von Sauerstoff oder Wasser zugrunde? Der vorgeschlagene neuartige Ansatz ermöglicht eine detaillierte Leistungsbewertung von FS, indem das makroskopische Verhalten von FS direkt zu den zugrundeliegenden molekularen Prozessen unter realistischen Reaktionsbedingungen in Beziehung gesetzt wird, und ebnet damit den Weg für rationale, d.h. ökonomische wie ökologische FS-Entwicklungen.

Im Hinblick auf die schwindenden fossilen Energiequellen ist die Entwicklung kostengünstiger und flexiler alternativer Energieumwandlungskonzepte unerlässlich. Farbstoffsensitivierte Solarzellen（FS），die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln，sind ein hervorragendes Beispiel für solche Alternativkonzepte.现代金融服务业只占理论货币化的1/3。FS在标准化领域的应用和技术，是高复杂Farbstoff/Elektrode/ Elektrolyt-Grenzfläche物理化学特性的分子基础，也是能源管理统计的重要组成部分。在Emmy-Noether-Projektes项目中，我与Hilfe一起在现场启动了一个新的Nahn-Raman-Spektromikroskops Aufschluss，用于在分子水平上进行FS-Grenzflächenprozesse。在FS-Entwicklung中，细节中的细节描述也是地形学的自然属性和现实主义的Betriebsbedingungen将在Schlüsselfragen中得到解释：Welcher Art sind die Farbstoff-Elektroden-Elektrolyt-Wechselfkungen und in welchem Zusammenhang sie stehen mit der Oberflächenmorphologie？太阳能发电可以通过防御或分子控制或部分控制韦尔登来实现吗？通过紫外辐射和/或通过Sauerstoff或瓦塞尔的Präsenz进行的化学过程如何更有效？Der vorgeschlagene neutrartige Anjumermöglicht eine detaillierte Leistungsbewertung von FS，indem das makroskopische Verhalten von FS direkt zu den zugundeliegenden molekularen Prozessen unter realistischen Reaktionsbedingungen in Beziehung gesetzt wird，und ebnet damit den Weg für rationale，d.h.经济学与经济学FS-Entwicklungen。

项目成果

The effect of STM parameters on tip-enhanced Raman spectra.

• DOI: 10.1039/c7fd00164a
• 发表时间: 2017-11
• 期刊: Faraday discussions
• 影响因子: 3.4
• 作者: N. M. Sabanés;A. Elizabeth;J. Pfisterer;Katrin F. Domke

Versatile Side-Illumination Geometry for Tip-Enhanced Raman Spectroscopy at Solid/Liquid Interfaces.

• DOI: 10.1021/acs.analchem.6b01080
• 发表时间: 2016-06
• 期刊: Analytical chemistry
• 影响因子: 7.4
• 作者: Natalia Martín Sabanés;Leonie Driessen;Katrin F. Domke

Unfolding the versatile potential of EC-TERS for electrocatalysis

• DOI: 10.1016/j.coelec.2018.03.023
• 发表时间: 2018-03
• 期刊: Current Opinion in Electrochemistry
• 影响因子: 8.5
• 作者: J. Pfisterer;Katrin F. Domke

The SERS signature of PbS quantum dot oxidation

PbS 量子点氧化的 SERS 特征

• DOI: 10.1016/j.vibspec.2016.08.008
• 发表时间: 2017
• 期刊: Vibrational Spectroscopy
• 影响因子: 2.5
• 作者: K. Stadelmann;A. Elizabeth;N. Martín Sabanes;K.F. Domke
• 通讯作者: K.F. Domke

Electrochemical TERS Elucidates Potential-Induced Molecular Reorientation of Adenine/Au(111).

• DOI: 10.1002/anie.201704460
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: Natalia Martín Sabanés;Tatsuhiko Ohto;D. Andrienko;Yuki Nagata;Katrin F. Domke