Syntese og karakterisering av nye fenotiazin-fargestoffer til Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC)

Abstract

I jakten på nye måter å utnytte solenergi har mye fokus blitt rettet mot fotovoltaiske celler basert på DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell)-teknologi. Slike celler kan baseres på kommersielt tilgjengelige og relativt billige materialer, de kan benyttes selv ved dårlige lysforhold og de kan integreres i ulike byggverk, kunst og interiører. En viktig egenskap ved DSSC er muligheten til å finjustere det benyttede fargestoffets optiske og elektrokjemiske egenskaper på molekylnivå, noe som kan gi celler med konkurransedyktig ytelse. I denne oppgaven har to serier nye fenotiazinbaserte fargestoffer av typen D-D-π-A blitt fremstilt. De to seriene D1 og D2 er basert på N-substitusjon med henholdsvis en heksylkjede og heksyloksyfenylgruppe. Innad i hver serie har det blitt fremstilt fargestoffer med ulike π-broer; tiofenyl, bitiofenyl og tieno[3,2-b]tiofenyl. Fra serie D1 ble det fremstilt to nye fargestoffer, D1-1 og D1-2, fra den tidligere fremstilte Br-B(MIDA)-byggesteinen 6. Fra serie D2 ble det fremstilt tre nye fargestoffer, D2-1, D2-2 og D2-3, fra kommersielt tilgjengelig fenotiazin (1). Begge de to seriene av fargestoffer ble karakterisert med UV-Vis spektroskopi. Serie D1 ble også karakterisert ved fotoluminescens (PL) spektroskopi og syklisk voltametri (CV). Dette ga for flere av de nye fargestoffene svært lovende verdier, med εmax 41050 M-1cm-1 for D2-2.