@phdthesis{Krueger2017,
  author    = {Kr{\"u}ger, Stefanie},
  title     = {Seidenbasierte anorganische Funktionsmaterialien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-404635},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {143},
  year      = {2017},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit konnten erfolgreich zwei unterschiedliche Hybridmaterialien (HM) {\"u}ber die Sol-Gel-Methode synthetisiert werden. Bei den HM handelt es sich um Monolithe mit einem Durchmesser von bis zu 4,5 cm. Das erste HM besteht aus Titandioxid und Bombyx mori Seide und wird als TS bezeichnet, w{\"a}hrend das zweite weniger Seide und zus{\"a}tzlich Polyethylenoxid (PEO) enth{\"a}lt und daher als TPS abgek{\"u}rzt wird. Einige der HM wurden nach der Synthese in eine w{\"a}ssrige Tetrachloridogolds{\"a}ure-L{\"o}sung getaucht, wodurch sich auf der Oberfl{\"a}che Goldnanopartikel gebildet haben. Die Materialien wurden mittels Elektronenmikroskopie, energiedispersiver R{\"o}ntgenspektroskopie, Ramanspektroskopie sowie R{\"o}ntgenpulverdiffraktometrie charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass beide HM aus etwa 5 nm großen, sph{\"a}rischen Titandioxidnanopartikeln aufgebaut sind, die prim{\"a}r aus Anatas und zu einem geringen Anteil aus Brookit bestehen. Die Goldnanopartikel bei TPS_Au waren gr{\"o}ßer und polydisperser als die Goldnanopartikel auf dem TS_Au HM. Dar{\"u}ber hinaus sind die Goldnanopartikel im TS HM tiefer in das Material eingedrungen als beim TPS HM. Die weiterf{\"u}hrende Analyse der HM mittels Elementaranalyse und thermogravimetrischer Analyse ergab f{\"u}r TPS einen geringeren Anteil an organischen Bestandteilen im HM als f{\"u}r TS, obwohl f{\"u}r beide Synthesen die gleiche Masse an organischen Materialien eingesetzt wurde. Es wird vermutet, dass das PEO w{\"a}hrend der Synthese teilweise wieder aus dem Material herausgewaschen wird. Diese Theorie korreliert mit den Ergebnissen aus der Stickstoffsorption und der Quecksilberporosimetrie, die f{\"u}r das TPS HM eine h{\"o}here Oberfl{\"a}che als f{\"u}r das TS HM anzeigten. Die Variation einiger Syntheseparameter wie die Menge an Seide und PEO oder die Zusammensetzung der Titandioxidvorl{\"a}uferl{\"o}sung hatte einen großen Einfluss auf die synthetisierten HM. W{\"a}hrend unterschiedliche Mengen an PEO die Gr{\"o}ße des HM beeinflussten, konnte ohne Seide kein HM in einer {\"a}hnlichen Gr{\"o}ße hergestellt werden. Die Bildung der HM wird stark von der Zusammensetzung der Titandioxidvorl{\"a}uferl{\"o}sung beeinflusst. Eine Ver{\"a}nderung f{\"u}hrte daher nur selten zur Bildung eines homogenen HM. Die in dieser Arbeit synthetisierten HM wurden als Photokatalysatoren f{\"u}r die Wasserspaltung und den Abbau von Methylenblau eingesetzt. Bei der photokatalytischen Wasserspaltung wurde zun{\"a}chst der Einfluss unterschiedlicher Goldkonzentrationen beim TPS HM auf die Wasserstoffausbeute untersucht. Die besten Ergebnisse wurden bei einer Menge von 2,5 mg Tetrachloridogolds{\"a}ure erhalten. Dar{\"u}ber hinaus wurde gezeigt, dass mit dem TPS HM eine deutlich h{\"o}here Menge an Wasserstoff gewonnen werden konnte als mit dem TS HM. Die Ursachen f{\"u}r die schlechtere Aktivit{\"a}t werden in der geringeren spezifischen Oberfl{\"a}che, der unterschiedlichen Porenstruktur, dem h{\"o}heren Anteil an Seide und besonders in der geringeren Gr{\"o}ße und h{\"o}heren Eindringtiefe der Goldnanopartikel vermutet. Dar{\"u}ber hinaus konnte mit einem h{\"o}heren UV-Anteil in der Lichtquelle sowie durch die Zugabe von Ethanol als Opferreagenz eine Zunahme der Wasserstoffausbeute erzielt werden. Bei dem Methylenblauabbau wurde f{\"u}r beide HM zun{\"a}chst nur eine Adsorption des Methylenblaus beobachtet. Nach der Zugabe von Wasserstoffperoxid konnte nach 8 h bereits eine fast vollst{\"a}ndige Oxidation des Methylenblaus unter sichtbarem Licht beobachtet werden. Die Ursache f{\"u}r die etwas h{\"o}here Aktivit{\"a}t von TPS gegen{\"u}ber TS wird in der unterschiedlichen Porenstruktur und dem h{\"o}heren Anteil an Seide im TS HM vermutet. Insgesamt zeigen beide HM eine gute photokatalytische Aktivit{\"a}t f{\"u}r den Abbau von Methylenblau im Vergleich zu den erhaltenen Werten aus der Literatur.},
  language  = {de}
}
@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}
}