4-tert-butylpyridin og dimethylformamid som reduktionsmidler over for den oxiderede form af model solcelle farvestoffet Ru(bpy)2(NCS)2

Nadia Korsgaard Hansen, Jesper Ernst, Malene Søgaard Hedebæk Pedersen & Jesper Nikolaj Clausen

Studenteropgave: Bachelorprojekt

Abstrakt

Grätzel var nyskabende inden for udviklingen af farvestofsolceller, da han tilførte et mesoporøst lag TiO2 til solcellen for at danne et langt større overfladeareal. Ydermere introducerede han rutheniumforbindelser som sensibilisatorer, som var langt mere stabile end tidligere anvendte farvestoffer, og solcellerne fik dermed en væsentlig længere levetid.
Tidligere specialestuderende Maiken Bauer observerede, for rutheniumforbindelsen N719 i DMF, en langt mindre halveringstid end Grätzel. Dette ledte til en hypotese om, at N719 på en TiO2-overflade blev nedbrudt med en anderledes mekanisme end i en homogen opløsning. Forskellen kunne bero på, at N719+ reagerede med N719 eller en N719+-ion i en bimolekylær reaktion med dannelse af nedbrydningsprodukt(er). Siddende på en overflade ville N719+ ikke kunne kombineres med N719 eller et nyt N719+, hvilket ville kunne forklare, at reaktionen kun kunne ske i en opløsning og ikke være mulig, når denne sad på en overflade som TiO2-overfladen i solcellen.
Igennem dette projekt har vi, ved hjælp af elektrolyse, cyklisk voltammetri, LC-MS og UV-Vis, forsøgt at be- eller afkræfte denne hypotese.
På basis af vores resultater kan vi konkludere, at DMF har en reducerende effekt på RuIII(bpy)2(NCS)2, men den er dog ikke hurtig nok til at kunne forklare hypotesen, som derfor ikke kan afvises. Ydermere konkluderer vi, at TBP ligeledes har en reducerende effekt på RuIII(bpy)2(NCS)2, og at alt TBP i en solcelle vil være oxideret efter 2,3 år. Der blev intet endegyldigt konkluderet i forhold til reaktionsmekanismen.

UddannelserBasis - Naturvidenskabelig Bacheloruddannelse, (Bachelor uddannelse) Bachelor
SprogDansk
Udgivelsesdato26 maj 2017
VejledereTorben Lund

Emneord

  • Ruthenium
  • solceller
  • Grätzel
  • cyklisk voltammetri
  • elektrolyse
  • UV-Vis
  • LC-MS
  • oxidering
  • reducering
  • dimethylformamid
  • 4-tert-butylpyridine