TY - THES A1 - Schmitz, Seán T1 - Using low-cost sensors to gather high resolution measurements of air quality in urban environments and inform mobility policy N2 - Air pollution has been a persistent global problem in the past several hundred years. While some industrialized nations have shown improvements in their air quality through stricter regulation, others have experienced declines as they rapidly industrialize. The WHO’s 2021 update of their recommended air pollution limit values reflects the substantial impacts on human health of pollutants such as NO2 and O3, as recent epidemiological evidence suggests substantial long-term health impacts of air pollution even at low concentrations. Alongside developments in our understanding of air pollution's health impacts, the new technology of low-cost sensors (LCS) has been taken up by both academia and industry as a new method for measuring air pollution. Due primarily to their lower cost and smaller size, they can be used in a variety of different applications, including in the development of higher resolution measurement networks, in source identification, and in measurements of air pollution exposure. While significant efforts have been made to accurately calibrate LCS with reference instrumentation and various statistical models, accuracy and precision remain limited by variable sensor sensitivity. Furthermore, standard procedures for calibration still do not exist and most proprietary calibration algorithms are black-box, inaccessible to the public. This work seeks to expand the knowledge base on LCS in several different ways: 1) by developing an open-source calibration methodology; 2) by deploying LCS at high spatial resolution in urban environments to test their capability in measuring microscale changes in urban air pollution; 3) by connecting LCS deployments with the implementation of local mobility policies to provide policy advice on resultant changes in air quality. In a first step, it was found that LCS can be consistently calibrated with good performance against reference instrumentation using seven general steps: 1) assessing raw data distribution, 2) cleaning data, 3) flagging data, 4) model selection and tuning, 5) model validation, 6) exporting final predictions, and 7) calculating associated uncertainty. By emphasizing the need for consistent reporting of details at each step, most crucially on model selection, validation, and performance, this work pushed forward with the effort towards standardization of calibration methodologies. In addition, with the open-source publication of code and data for the seven-step methodology, advances were made towards reforming the largely black-box nature of LCS calibrations. With a transparent and reliable calibration methodology established, LCS were then deployed in various street canyons between 2017 and 2020. Using two types of LCS, metal oxide (MOS) and electrochemical (EC), their performance in capturing expected patterns of urban NO2 and O3 pollution was evaluated. Results showed that calibrated concentrations from MOS and EC sensors matched general diurnal patterns in NO2 and O3 pollution measured using reference instruments. While MOS proved to be unreliable for discerning differences among measured locations within the urban environment, the concentrations measured with calibrated EC sensors matched expectations from modelling studies on NO2 and O3 pollution distribution in street canyons. As such, it was concluded that LCS are appropriate for measuring urban air quality, including for assisting urban-scale air pollution model development, and can reveal new insights into air pollution in urban environments. To achieve the last goal of this work, two measurement campaigns were conducted in connection with the implementation of three mobility policies in Berlin. The first involved the construction of a pop-up bike lane on Kottbusser Damm in response to the COVID-19 pandemic, the second surrounded the temporary implementation of a community space on Böckhstrasse, and the last was focused on the closure of a portion of Friedrichstrasse to all motorized traffic. In all cases, measurements of NO2 were collected before and after the measure was implemented to assess changes in air quality resultant from these policies. Results from the Kottbusser Damm experiment showed that the bike-lane reduced NO2 concentrations that cyclists were exposed to by 22 ± 19%. On Friedrichstrasse, the street closure reduced NO2 concentrations to the level of the urban background without worsening the air quality on side streets. These valuable results were communicated swiftly to partners in the city administration responsible for evaluating the policies’ success and future, highlighting the ability of LCS to provide policy-relevant results. As a new technology, much is still to be learned about LCS and their value to academic research in the atmospheric sciences. Nevertheless, this work has advanced the state of the art in several ways. First, it contributed a novel open-source calibration methodology that can be used by a LCS end-users for various air pollutants. Second, it strengthened the evidence base on the reliability of LCS for measuring urban air quality, finding through novel deployments in street canyons that LCS can be used at high spatial resolution to understand microscale air pollution dynamics. Last, it is the first of its kind to connect LCS measurements directly with mobility policies to understand their influences on local air quality, resulting in policy-relevant findings valuable for decisionmakers. It serves as an example of the potential for LCS to expand our understanding of air pollution at various scales, as well as their ability to serve as valuable tools in transdisciplinary research. N2 - Luftverschmutzung ist seit hundert Jahren ein anhaltendes globales Problem. Während sich die Luftqualität in einigen Industrieländern durch strengere Vorschriften verbessert hat, hat sie sich in anderen Ländern im Zuge der schnell fortschreitenden Industrialisierung verschlechtert. Die Aktualisierung der von der WHO für das Jahr 2021 empfohlenen Grenzwerte für die Luftverschmutzung spiegelt die erheblichen Aus-wirkungen von Schadstoffen wie Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) auf die menschliche Gesundheit wider, da neuere epidemiologische Erkenntnisse darauf hindeuten, dass Luft-verschmutzung selbst bei niedrigen Konzentrationen erhebliche langfristige gesundheitliche Auswirkungen hat. Parallel zu den Entwicklungen in unserem Verständnis der gesundheitlichen Auswirkungen von Luftverschmutzung wurde die neue Technologie der Low-Cost-Sensoren (LCS) sowohl von der Wissenschaft als auch von der Industrie als neue Methode zur Messung der Luftverschmutzung aufgegriffen. Vor allem aufgrund ihrer geringeren Kosten und kleineren Größe können sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, u. a. bei der Entwicklung von Messnetzen mit höherer räumlicher Auf-lösung, bei der Identifizierung von Quellen und bei der Messung der Luftverschmutzung. Es wurden zwar erhebliche Anstrengungen unternommen, um LCS mit Hilfe von Referenzinstrumenten und verschiedenen statistischen Modellen genau zu kalibrieren, aber die Genauigkeit und Präzision bleiben durch die variable Sensorempfindlichkeit begrenzt. Darüber hinaus gibt es immer noch keine Standardverfahren für die Kalibrierung, und die meisten proprietären Kalibrierungsalgorithmen sind Blackboxen, die für die Öffentlichkeit nicht zugänglich sind. Mit dieser Arbeit soll die Wissensbasis über LCS auf verschiedene Weise erweitert werden: 1) durch die Entwicklung einer Open-Source-Kalibrierungsmethodik; 2) durch den Einsatz von LCS mit hoher räumlicher Auflösung in städtischen Umgebungen, um ihre Fähigkeit zur Messung kleinräumlicher Veränderungen der städtischen Luftverschmutzung zu testen; 3) durch die Verknüpfung von LCS-Einsätzen mit der Umsetzung lokaler Verkehrsmaßnahmen, um politische Empfehlungen zu den daraus resultierenden Veränderungen der Luftqualität geben zu können. In einem ersten Schritt wurde festgestellt, dass LCS mit Hilfe von sieben allgemeinen Schritten konsistent und mit guter Leistung gegenüber Referenzinstrumenten kalibriert werden können: 1) Bewertung der Rohdatenverteilung, 2) Datenbereinigung, 3) Kenn-zeichnung von Daten, 4) Modellauswahl und -abstimmung, 5) Modellvalidierung, 6) Export der endgültigen Vorhersagen und 7) Berechnung der damit verbundenen Unsicherheit. Durch die Betonung der Notwendigkeit einer konsistenten Berichterstattung über Details bei jedem Schritt, insbesondere bei der Modellauswahl, -validierung und -leistung, hat diese Arbeit die Bemühungen um eine Standardisierung der Kalibrierungs-methoden vorangetrieben. Darüber hinaus wurden mit der Open-Source-Veröffentlichung von Code und Daten für die siebenstufige Methodik Fortschritte bei der Reformierung der weitgehenden Blackbox-Natur von LCS-Kalibrierungen erzielt. Nach der Einführung einer transparenten und zuverlässigen Kalibrierungsmethode wurden die LCS zwischen 2017 und 2020 an verschiedenen Straßen eingesetzt. Unter Ver-wendung von zwei Arten von LCS, Metalloxid (MOS) und elektrochemisch (EC), wurde ihre Leistung bei der Erfassung der erwarteten Muster der NO2- und O3-Belastung in Städten bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass die kalibrierten Konzentrationen der MOS- und EC-Sensoren mit den allgemeinen Tagesmustern der NO2- und O3-Belastung überein-stimmten, die mit Referenzgeräten gemessen wurden. Während sich MOS als unzuverlässig erwies, wenn es darum ging, Unterschiede zwischen den gemessenen Orten inner-halb der städtischen Umgebung zu erkennen, entsprachen die mit kalibrierten EC-Sensoren gemessenen Konzentrationen den Erwartungen aus Modellierungsstudien zur Verteilung der NO2- und O3-Belastung in Straßenschluchten. Daraus wurde der Schluss gezogen, dass LCS für die Messung der Luftqualität in Städten geeignet sind, auch zur Unterstützung der Entwicklung von Luftverschmutzungsmodellen auf städtischer Ebene, und dass sie neue Erkenntnisse über die Luftverschmutzung in städtischen Umgebungen liefern können. Um das letzte Ziel dieser Arbeit zu erreichen, wurden zwei Messkampagnen im Zusammenhang mit der Umsetzung von drei verkehrspolitischen Maßnahmen in Berlin durchgeführt. Bei der ersten handelte es sich um den Bau einer Pop-up-Radweg auf dem Kottbusser Damm als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie, bei der zweiten um die vorübergehende Einrichtung eines Gemeinschaftsraums in der Böckhstraße und bei der letzten um die Sperrung eines Teils der Friedrichstraße für den gesamten motorisierten Verkehr. In allen Fällen wurden NO2-Messungen vor und nach der Durchführung der Maßnahme durchgeführt, um die Veränderungen der Luftqualität infolge dieser Maßnahmen zu bewerten. Die Ergebnisse des Experiments am Kottbusser Damm zeigten, dass die NO2-Konzentrationen, denen die Radfahrer ausgesetzt waren, durch den Radweg um 22 ± 19 % gesenkt wurden. In der Friedrichstraße sank die NO2-Konzentration durch die Straßensperrung auf das Niveau des städtischen Hintergrunds, ohne dass sich die Luft-qualität in den Seitenstraßen verschlechterte. Diese wertvollen Ergebnisse wurden den verantwortlichen Ansprechpersonen in der Stadtverwaltung, die für die Bewertung des Erfolgs und der Zukunft der Maßnahmen verantwortlich sind, schnell mitgeteilt, was die Fähigkeit von LCS unterstreicht, politisch relevante Ergebnisse zu liefern. Da es sich um eine neue Technologie handelt, muss noch viel über LCS und ihren Wert für die akademische Forschung im Bereich der Atmosphärenwissenschaften gelernt werden. Dennoch hat diese Arbeit den Stand der Technik in mehrfacher Hinsicht verbessert. Erstens wurde eine neuartige Open-Source-Kalibrierungsmethode entwickelt, die von LCS-Anwender*innen für verschiedene Luftschadstoffe verwendet werden kann. Zweitens wurde die Beweisgrundlage für die Zuverlässigkeit von LCS zur Messung der Luftqualität in Städten gestärkt, indem durch neuartige Einsätze in Straßenschluchten festgestellt wurde, dass LCS mit hoher räumlicher Auflösung zum Verständnis der Dynamik der Luftverschmutzung auf kleinräumlicher Ebene eingesetzt werden kann. Schließlich ist es die erste Studie dieser Art, die LCS-Messungen direkt mit verkehrspolitischen Maßnahmen verknüpft, um deren Einfluss auf die lokale Luftqualität zu verstehen, was zu politisch relevanten Erkenntnissen führt, die für Entscheidungsträger*innen wertvoll sind. Die Studie ist ein Beispiel für das Potenzial von LCS, unser Verständnis von Luftverschmutzung in verschiedenen Maßstäben zu erweitern, sowie für ihre Fähigkeit, als wert-volle Werkzeuge in der transdisziplinären Forschung zu dienen. T2 - Verwendung kostengünstiger Sensoren zur Erfassung hochauflösender Messungen der Luftqualität in städtischen Umgebungen und zur Information über die Mobilitätspolitik KW - air pollution KW - urban KW - low-cost sensor KW - transdisciplinary KW - sustainability KW - mobility KW - policy KW - Luftverschmutzung KW - Mobilität KW - Politik KW - Nachhaltigkeit KW - Transdisziplinarität KW - Städte Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-601053 ER - TY - JOUR A1 - Rabin, Shari T1 - Mobile Jews and Porous Borders BT - A Transnational History in the Nineteenth Century JF - PaRDeS : Journal of the Association for Jewish Studies in Germany JF - PaRDeS : Zeitschrift der Vereinigung für Jüdische Studien N2 - This article explores the multi-directional geographic trajectories and ties of Jews who came to the United States in the 19th century, working to complicate simplistic understandings of “German” Jewish immigration. It focuses on the case study of Henry Cohn, an ordinary Russian-born Jew whose journeys took him to Prussia, New York, Savannah, and California. Once in the United States he returned to Europe twice, the second time permanently, although a grandson ended up in California, where he worked to ensure the preservation of Cohn’s records. This story highlights how Jews navigated and transgressed national boundaries in the 19th century and the limitations of the historical narratives that have been constructed from their experiences. KW - modern Jewish history KW - transatlantic history KW - mobility KW - nineteenth century KW - United States KW - Russia KW - Prussia KW - moderne jüdische Geschichte KW - transatlantische Geschichte KW - Mobilität KW - 19. Jahrhundert KW - USA KW - Russland KW - Preußen Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-532822 SN - 978-3-86956-520-0 SN - 1614-6492 SN - 1862-7684 IS - 27 SP - 25 EP - 38 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Jiang, Wei A1 - Tao, Chen A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Jin, Hui A1 - Stephen, Meera A1 - Lin, Qianqian A1 - Nagiri, Ravi C. R. A1 - Burn, Paul L. A1 - Gentle, Ian R. T1 - Hole-transporting materials for low donor content organic solar cells BT - charge transport and device performance JF - Organic electronics : physics, materials and applications N2 - Low donor content solar cells are an intriguing class of photovoltaic device about which there is still considerable discussion with respect to their mode of operation. We have synthesized a series of triphenylamine-based materials for use in low donor content devices with the electron accepting [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC(7)0BM). The triphenylamine-based materials absorb light in the near UV enabling the PC(7)0BM to be be the main light absorbing organic semiconducting material in the solar cell. It was found that the devices did not operate as classical Schottky junctions but rather photocurrent was generated by hole transfer from the photo-excited PC(7)0BM to the triphenylamine-based donors. We found that replacing the methoxy surface groups with methyl groups on the donor material led to a decrease in hole mobility for the neat films, which was due to the methyl substituted materials having the propensity to aggregate. The thermodynamic drive to aggregate was advantageous for the performance of the low donor content (6 wt%) films. It was found that the 6 wt% donor devices generally gave higher performance than devices containing 50 wt% of the donor. KW - photoexcited hole transfer KW - photocurrent generation KW - synthesis KW - hole KW - mobility KW - low donor content KW - Schottky junction Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.orgel.2019.105480 SN - 1566-1199 SN - 1878-5530 VL - 76 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Pohlenz, Philipp A1 - Niedermeier, Frank T1 - The Bologna Process and the harmonisation of higher education systems in other world regions BT - a case from Southeast Asia JF - Innovation : the European journal of social sciences N2 - The Bologna Process has inspired harmonisation strategies for higher education systems in other parts of the world. However, developments in other contexts are not much under review in the European debate. The present article describes the case of Southeast Asia and the attempt to promote harmonisation of its higher education systems. It further compares the processes in ASEAN and the European Higher Education Area to then discuss open questions for future comparative research. To do so the authors re-contextualise data from a study in ASEAN against the background of future research needs in the field of higher education harmonisation. KW - ASEAN KW - Bologna Process KW - European Higher Education Area KW - higher education KW - quality assurance KW - harmonisation KW - regionalisation KW - diffusion KW - mobility Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1080/13511610.2019.1637248 SN - 1351-1610 SN - 1469-8412 VL - 32 IS - 4 SP - 481 EP - 494 PB - Routledge, Taylor & Francis Group CY - Abingdon ER - TY - JOUR A1 - Shoaee, Safa A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Neher, Dieter T1 - The Role of Mobility on Charge Generation, Recombination, and Extraction in Polymer-Based Solar Cells JF - dvanced energy materials N2 - Organic semiconductors are of great interest for a broad range of optoelectronic applications due to their solution processability, chemical tunability, highly scalable fabrication, and mechanical flexibility. In contrast to traditional inorganic semiconductors, organic semiconductors are intrinsically disordered systems and therefore exhibit much lower charge carrier mobilities-the Achilles heel of organic photovoltaic cells. In this progress review, the authors discuss recent important developments on the impact of charge carrier mobility on the charge transfer state dissociation, and the interplay of free charge extraction and recombination. By comparing the mobilities on different timescales obtained by different techniques, the authors highlight the dispersive nature of these materials and how this reflects on the key processes defining the efficiency of organic photovoltaics. KW - charge generation KW - charge recombination KW - extraction KW - mobility KW - organic solar cells KW - polymer:fullerene bulk heterojunction Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1002/aenm.201703355 SN - 1614-6832 SN - 1614-6840 VL - 8 IS - 28 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Love, John A. A1 - Feuerstein, Markus A1 - Wolff, Christian Michael A1 - Facchetti, Antonio A1 - Neher, Dieter T1 - Lead Halide Perovskites as Charge Generation Layers for Electron Mobility Measurement in Organic Semiconductors JF - ACS applied materials & interfaces N2 - Hybrid lead halide perovskites are introduced as charge generation layers (CGLs) for the accurate determination of electron mobilities in thin organic semiconductors. Such hybrid perovskites have become a widely studied photovoltaic material in their own right, for their high efficiencies, ease of processing from solution, strong absorption, and efficient photogeneration of charge. Time-of-flight (ToF) measurements on bilayer samples consisting of the perovskite CGL and an organic semiconductor layer of different thickness are shown to be determined by the carrier motion through the organic material, consistent with the much higher charge carrier mobility in the perovskite. Together with the efficient photon-to-electron conversion in the perovskite, this high mobility imbalance enables electron-only mobility measurement on relatively thin application-relevant organic films, which would not be possible with traditional ToF measurements. This architecture enables electron-selective mobility measurements in single components as well as bulk-heterojunction films as demonstrated in the prototypical polymer/fullerene blends. To further demonstrate the potential of this approach, electron mobilities were measured as a function of electric field and temperature in an only 127 nm thick layer of a prototypical electron-transporting perylene diimide-based polymer, and found to be consistent with an exponential trap distribution of ca. 60 meV. Our study furthermore highlights the importance of high mobility charge transporting layers when designing perovskite solar cells. KW - mobility KW - bulk heterojunction KW - time of flight KW - lead halide perovskites KW - charge generation layers Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1021/acsami.7b10361 SN - 1944-8244 VL - 9 SP - 42011 EP - 42019 PB - American Chemical Society CY - Washington ER - TY - JOUR A1 - Borck, Rainald A1 - Übelmesser, Silke A1 - Wimbersky, Martin T1 - The Political Economics of Higher-Education Finance for Mobile Individuals JF - FinanzArchiv N2 - We study voting over higher-education finance in an economy with two regions and two separated labor markets. Households differ in their financial endowment and their children's ability. Nonstudents are immobile. Students decide where to study; they return home after graduation with exogenous probability. The voters of the two regions decide on whether to subsidize higher-education costs or to rely on tuition fees only. We find that in equilibrium, in both regions a majority votes for subsidies when the return probability is sufficiently small. When that probability is large, both regions opt for full tuition finance. KW - voting KW - higher education KW - financing scheme KW - mobility Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1628/001522115X14206439673215 SN - 0015-2218 SN - 1614-0974 VL - 71 IS - 1 SP - 82 EP - 105 PB - Mohr Siebeck CY - Tübingen ER - TY - JOUR A1 - Turner, Sarah T. A1 - Pingel, Patrick A1 - Steyrleuthner, Robert A1 - Crossland, Edward J. W. A1 - Ludwigs, Sabine A1 - Neher, Dieter T1 - Quantitative analysis of bulk heterojunction films using linear absorption spectroscopy and solar cell performance JF - Advanced functional materials N2 - A fundamental understanding of the relationship between the bulk morphology and device performance is required for the further development of bulk heterojunction organic solar cells. Here, non-optimized (chloroform cast) and nearly optimized (solvent-annealed o-dichlorobenzene cast) P3HT:PCBM blend films treated over a range of annealing temperatures are studied via optical and photovoltaic device measurements. Parameters related to the P3HT aggregate morphology in the blend are obtained through a recently established analytical model developed by F. C. Spano for the absorption of weakly interacting H-aggregates. Thermally induced changes are related to the glass transition range of the blend. In the chloroform prepared devices, the improvement in device efficiency upon annealing within the glass transition range can be attributed to the growth of P3HT aggregates, an overall increase in the percentage of chain crystallinity, and a concurrent increase in the hole mobilities. Films treated above the glass transition range show an increase in efficiency and fill factor not only associated with the change in chain crystallinity, but also with a decrease in the energetic disorder. On the other hand, the properties of the P3HT phase in the solvent-annealed o-dichlorobenzene cast blends are almost indistinguishable from those of the corresponding pristine P3HT layer and are only weakly affected by thermal annealing. Apparently, slow drying of the blend allows the P3HT chains to crystallize into large domains with low degrees of intra- and interchain disorder. This morphology appears to be most favorable for the efficient generation and extraction of charges. KW - Organic electronics KW - morphology KW - solar cells KW - mobility KW - absorption spectroscopy Y1 - 2011 U6 - https://doi.org/10.1002/adfm.201101583 SN - 1616-301X VL - 21 IS - 24 SP - 4640 EP - 4652 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER -