@phdthesis{Schattauer2010,
  author    = {Schattauer, Sylvia},
  title     = {Hybride D{\"u}nnschicht-Solarzellen aus mesopor{\"o}sem Titandioxid und konjugierten Polymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-52619},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2010},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der aktiven Komponenten und ihrer Wechselwirkungen in teilorganischen Hybrid-Solarzellen. Diese bestehen aus einer d{\"u}nnen Titandioxidschicht, kombiniert mit einer d{\"u}nnen Polymerschicht. Die Effizienz der Hybrid-Solarzellen wird durch die Lichtabsorption im Polymer, die Dissoziation der gebildeten Exzitonen an der aktiven Grenzfl{\"a}che zwischen TiO2 und Polymer, sowie durch Generation und Extraktion freier Ladungstr{\"a}ger bestimmt. Zur Optimierung der Solarzellen wurden grundlegende physikalische Wechselwirkungen zwischen den verwendeten Materialen sowie der Einfluss verschiedener Herstellungsparameter untersucht. Unter anderem wurden Fragen zum optimalen Materialeinsatz und Pr{\"a}parationsbedingungen beantwortet sowie grundlegende Einfl{\"u}sse wie Schichtmorphologie und Polymerinfiltration n{\"a}her betrachtet. Zun{\"a}chst wurde aus unterschiedlich hergestelltem Titandioxid (Akzeptor-Schicht) eine Auswahl f{\"u}r den Einsatz in Hybrid-Solarzellen getroffen. Kriterium war hierbei die unterschiedliche Morphologie aufgrund der Oberfl{\"a}chenbeschaffenheit, der Film-Struktur, der Kristallinit{\"a}t und die daraus resultierenden Solarzelleneigenschaften. F{\"u}r die anschließenden Untersuchungen wurden mesopor{\"o}se TiO2-Filme aus einer neuen Nanopartikel-Synthese, welche es erlaubt, kristalline Partikel schon w{\"a}hrend der Synthese herzustellen, als Elektronenakzeptor und konjugierte Polymere auf Poly(p-Phenylen-Vinylen) (PPV)- bzw. Thiophenbasis als Donatormaterial verwendet. Bei der thermischen Behandlung der TiO2-Schichten erfolgt eine temperaturabh{\"a}ngige {\"A}nderung der Morphologie, jedoch nicht der Kristallstruktur. Die Auswirkungen auf die Solarzelleneigenschaften wurden dokumentiert und diskutiert. Um die Vorteile der Nanopartikel-Synthese, die Bildung kristalliner TiO2-Partikel bei tiefen Temperaturen, nutzen zu k{\"o}nnen, wurden erste Versuche zur UV-Vernetzung durchgef{\"u}hrt. Neben der Beschaffenheit der Oxidschicht wurde auch der Einfluss der Polymermorphologie, bedingt durch L{\"o}sungsmittelvariation und Tempertemperatur, untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, dass u.a. die Viskosit{\"a}t der Polymerl{\"o}sung die Infiltration in die TiO2-Schicht und dadurch die Effizienz der Solarzelle beeinflusst. Ein weiterer Ansatz zur Erh{\"o}hung der Effizienz ist die Entwicklung neuer lochleitender Polymere, welche m{\"o}glichst {\"u}ber einen weiten spektralen Bereich Licht absorbieren und an die Bandl{\"u}cke des TiO2 angepasst sind. Hierzu wurden einige neuartige Konzepte, z.B. die Kombination von Thiophen- und Phenyl-Einheiten n{\"a}her untersucht. Auch wurde die Sensibilisierung der Titandioxidschicht in Anlehnung an die h{\"o}heren Effizienzen der Farbstoffzellen in Betracht gezogen. Zusammenfassend konnten im Rahmen dieser Arbeit wichtige Einflussparameter auf die Funktion hybrider Solarzellen identifiziert und z.T. n{\"a}her diskutiert werden. F{\"u}r einige limitierende Faktoren wurden Konzepte zur Verbesserung bzw. Vermeidung vorgestellt.},
  language  = {de}
}
@article{SchattauerReinholdAlbrechtetal.2012,
  author    = {Schattauer, Sylvia and Reinhold, Beate and Albrecht, Steve and Fahrenson, Christoph and Schubert, Marcel and Janietz, Silvia and Neher, Dieter},
  title     = {Influence of sintering on the structural and electronic properties of TiO2 nanoporous layers prepared via a non-sol-gel approach},
  series = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft},
  volume    = {290},
  journal   = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft},
  number    = {18},
  publisher = {Springer},
  address   = {New York},
  issn      = {0303-402X},
  doi       = {10.1007/s00396-012-2708-9},
  pages     = {1843 -- 1854},
  year      = {2012},
  abstract  = {In this work, a nonaqueous method is used to fabricate thin TiO2 layers. In contrast to the common aqueous sol-gel approach, our method yields layers of anatase nanocrystallites already at low temperature. Raman spectroscopy, electron microscopy and charge extraction by linearly increasing voltage are employed to study the effect of sintering temperature on the structural and electronic properties of the nanocrystalline TiO2 layer. Raising the sintering temperature from 120 to 600 A degrees C is found to alter the chemical composition, the layer's porosity and its surface but not the crystal phase. The room temperature mobility increases from 2 x 10(-6) to 3 x 10(-5) cm(2)/Vs when the sinter temperature is increased from 400 to 600 A degrees C, which is explained by a better interparticle connectivity. Solar cells comprising such nanoporous TiO2 layers and a soluble derivative of cyclohexylamino-poly(p-phenylene vinylene) were fabricated and studied with regard to their structural and photovoltaic properties. We found only weak polymer infiltration into the oxide layer for sintering temperatures up to 550 A degrees C, while the polymer penetrated deeply into titania layers that were sintered at 600 A degrees C. Best photovoltaic performance was reached with a nanoporous TiO2 film sintered at 550 A degrees C, which yielded a power conversion efficiency of 0.5 \%. Noticeably, samples with the TiO2 layer dried at 120 A degrees C displayed short-circuit currents and open circuit voltages only about 15-20 \% lower than for the most efficient devices, meaning that our nonaqueous route yields titania layers with reasonable transport properties even at low sintering temperatures.},
  language  = {en}
}