Molecular Engineering and Photovoltaic Evaluation of Phenothiazine and Triarylamine Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells

• Main Author: Buene, Audun Formo
• Other Authors: Hoff, Bård Helge, Gautun, Odd Reidar
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: NTNU 2019
• Subjects: VDP::Matematikk og Naturvitenskap: 400::Kjemi: 440; permafrost
• Online Access: http://hdl.handle.net/11250/2620571

De klimatiske konsekvensene av økende CO2 utslipp har vært godt kjent siden Svante Arrhenius’ tidlige forskning i 1896. Han korrelerte global temperatur og atmosfærisk CO2-konsentrasjon, og gav nøyaktige estimater på den temperaturøkningen vi nå opplever over 120 år senere. Selv på den tiden ble brenning av kull nevnt som en av hovedårsakene til de økende mengdene av CO2 i atmosfæren, så menneskeskapt global oppvarming er is eg selv ikke et nytt begrep. Likevel er det ikke før nå vi virkelig ser alvorlige konsekvenser som økte havnivåer, isbreer som smelter og permafrost som tiner. Jorden balaserer nå en på en klimatisk knivsegg, men det er fortsatt tid til å korrigere kursen. For å få det til, må vi i umiddelbar fremtid kutte hardt i forbruket av fossilt brensel og ta i bruk vann-, kjerne-, vind- og tidevannkraft i tillegg til solenergi. Som en av mange solcelleteknologier er fargestoff-sensiterte solceller (DSSC) et lovende, kostnadseffektivt alternativ. Disse solcellene kan lages med lett tilgjengelige og billige materialer i en lite energikrevende prosess. De kan være utrolig effektive under forhold hvor konvensjonelle solceller ikke er det, kan lages fleksible, ha forskjellige farger og kan lages delvis eller fullstendig gjennomsiktige. Den største utfordringen for utviklingen av denne teknologien er å øke effektiviteten, noe som kan oppnås ved å forbedre lysfangstegenskapene til fargestoffmolekylene. I løpet av de over 20 årene siden teknologienførste ble presentert har familietreet av fargestoff vokst stort. Hovedklassene Metallkomp lekserte og metallfrie fargestoff har dannet grunnlaget for et villniss av underklasser. Hovedfokuset i denne doktorgraden har vært fenotiazin-baserte fargestoff. Gjennom molekylær design på fargestoffstrukturene er målet å kunne forstå fargestoffenes oppførsel, samt utvikle deres fotovoltaiske ytelse i fargestoffsensiterte solceller. I artiklene I-V undersøkte vi en rekke aspekter ved fenotiazinkjernen, som å finne passende p-spacere og hjelpedonorgrupper. Vi fant at ...