Die Farbstosolarzelle

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1 Mittwoch 17. Januar 2007

2 Gliederung 1 Energiemix Sonnenleistung 2 klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Bändermodell Farbstosolarzelle HOMO/LUMO des Ru(III)-N3-thiocyanates Elektronentransport im TiO 2 3 Elektrolyt Der Farbsto Der Titandioxidhalbleiter 4

3 Energiemix Sonnenleistung Energiemix Deutschland[1]: Energieträger Mrd. kwh Anteil Mrd. kwh Anteil Kernenergie % % Braunkohle % % Steinkohle % % Erdgas 45 8 % % erneuerbare Energien % % -Wasser 21 4 % 21 4 % -Wind 25 5 % 26 5 % -sonstige 9 1 % 12 2 % sonstiges 16 3 % 19 3 % Gesamt % %

4 Energiemix Sonnenleistung Sonnenleistung Die Sonne bringt pro Jahr ca. 3, J an Energie auf die Erde. Erde mit Solarenergie versorgen? Solarzellen mit 10 % Wirkungsgrad 0,1 % der Erdoberäche 3, J gewonnene Energie. Die Menschheit vebraucht etwa 4, J pro Jahr. Geht nicht exakt auf! Mit etwas mehr Fläche oder besseren Solarzellen aber realisierbar.

5 Siliziumsolarzelle klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Abbildung: Silizium-Solarzellenschema [2]

6 Siliziumsolarzelle klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Abbildung: Raumladungszone am n-p-übergang [3] Abbildung: Elektron-Loch-Paarerzeugung[3]

7 Aufbau Farbstosolarzelle klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Abbildung: Schema der Farbstosolarzelle[4]

8 Aufbau Farbstosolarzelle klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Abbildung: Wirkung des Farbstoes [4]

9 Bändermodell Farbstosolarzelle klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Abbildung: Bändermodell Farbstosolarzelle

10 Die Schichten der Farbsto solarzelle klassische Siliziumzelle Farbsto solarzelle HOMO/LUMO des Ru(III)-N3-thiocyanates Abbildung: HOMO des Thio-Komplexes Abbildung: LUMO des Thio-Komplexes Die Farbsto solarzelle

11 Die Schichten der Farbsto solarzelle klassische Siliziumzelle Farbsto solarzelle HOMO/LUMO des Ru(III)-N3-thiocyanates Abbildung: HOMO des Thio-Komplexes Abbildung: LUMO des Thio-Komplexes Die Farbsto solarzelle

12 klassische Siliziumzelle Farbstosolarzelle Elektronentransport im TiO 2 Abbildung: Elektronenleitung im Titanoxid [5]

13 Übersicht der Schichten Elektrolyt Der Farbsto Der Titandioxidhalbleiter Abbildung: Schema der Farbstosolarzelle[4]

14 Die Elektrolytlösung Elektrolyt Der Farbsto Der Titandioxidhalbleiter Elektrolytlösung ionische, aprotische Lösung, z.b. Acetonitril als LM mit Redoxsystem, z.b. Iodit/Triiodit: I e - 3I -

15 Der Farbsto Elektrolyt Der Farbsto Der Titandioxidhalbleiter Abbildung: Verschiedene Farbstoe

16 Die Schichten der Farbsto solarzelle Elektrolyt Der Farbsto Der Titandioxidhalbleiter Titandioxidhalbleiter Abbildung: Anatas Abbildung: Brookit Die Farbsto solarzelle Abbildung: Rutil

17 Titandioxidhalbleiter Elektrolyt Der Farbsto Der Titandioxidhalbleiter Abbildung: Titandioxid, 30 nm groÿe Anataskristalle

18 Verband der Elektrizitätswirtschaft (VDEW), Berlin, Pressemeldung vom : Stromerzeugung Stromwirtschaft nutzt vielfältigen Energiemix. URL: [Stand ] lei.physik.uni-muenchen.de [Stand ] [Stand ] Diplomarbeit von Dominik Maschke, Mainz 2006: Neue Partikel für die Grätzelzelle Chemical Reviews, 1995, Vol. 95, No.1, 63, Hagfeldt & Grätzel: Light-Induced Redox Reactions in Nanocrystalline Systems