dc.contributor.advisor | Buene, Audun Formo | |
dc.contributor.advisor | Almenningen, David Moe | |
dc.contributor.advisor | Gautun, Odd Reidar | |
dc.contributor.advisor | Hoff, Bård Helge | |
dc.contributor.author | Christensen, Mats | |
dc.date.accessioned | 2019-10-24T14:00:24Z | |
dc.date.available | 2019-10-24T14:00:24Z | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11250/2624234 | |
dc.description.abstract | Ettersom verdens energibehov fortsetter å vokse, og de forferdelige konsekvensene av global oppvarming kan føles over hele verden, trengs det nye grønne og fornybare energikilder. Fargestoffbaserte solceller (Dye-sensitised solar cells, DSSC) er et billig, lett, fleksibelt, semitransparent alternativ hvis farge kan endres, som kan komplementere dagens standard silisiumbaserte solceller. Effektiviteten deres er i dag lavere enn den til silisiumbaserte solceller, men i motsetning til silisiumhalvledernes indre grense for effektivitet, ligger fargestoffenes effektivitetsgrense i designet, som kan endres.
Fenotiaziner er en velkjent gruppe fargestoffer som brukes i DSSC-er, men til tross for hvor populære de er, følger de fleste fargestoffene samme substitusjonsmal uten å gå for mye utenfor denne. De fleste fargestoffer følger 3,7-substitusjonsmønsteret. Denne oppgaven har som mål å undersøke syntesen av 3,8-substituerte fenotiazin-baserte fargestoffer, og sammenlikne denne typen med tilsvarende 3,7-substituerte fargestoffer. Hypotesen er at den mer lineære geometrien til fargestoffet vil øke mengden fargestoff som adsorberes i DSSC-en, og på den måten øke effektiviteten.
I dette prosjektet ble to nye 3,8-substituerte fargestoffer med en alkyl-antiaggregeringshale syntetisert i en 5-stegs lineær synteserute, med totalt utbytte på 5–9 %. Disse nye fargestoffene ble vurdert opp mot fire andre fargestoffer som tidligere er blitt syntetisert i gruppen. Dette gav til sammen tre par av 3,7- og 3,8-substituerte fargestoffer. Til tross for at solcellene laget med de 3,8-substituerte fargestoffene hadde en høyere mengde adsorbert fargestoff, var de ikke mer effektive enn de 3,7-substituerte fargestoffene.
En rute for syntese av andre 3,8-substituerte fargestoffer med en aryl-antiaggregeringshale ble studert, men mislyktes på grunn av manglende kontroll på regioselektivitet og utfordrende opprensing. | |
dc.description.abstract | As the world's energy needs continue to grow, and the dire effects of global warming can be felt all around the world, new green and renewable energy sources are needed. Dye-sensitised solar cells (DSSCs) are a cheap, light-weight, flexible, semi-transparent alternative of tuneable colour that can complement today's standard silicon-based solar cells. Today, their efficiency is lower than that of silicon-based cells, but in contrast to the silicon-semiconductor with intrinsic limits on power conversion, the dyes' limits lie in their design, which can be altered.
Phenothiazines are well-known class of dyes for use in DSSCs, but despite their popularity, most dyes follow the same template of substition with little deviation. Most dyes are of the 3,7-substitution pattern. This work aims to investigate the synthesis of 3,8-substituted phenothiazine-based dyes, and to compare dyes of this type with their 3,7-substituted analogues. The hypothesis is that the more linear geometry of the dye molecule will allow for a higher loading of dye in the DSSC, and thus increase the efficiency of the DSSC.
In this project, two novel dyes of the 3,8-substitution pattern with an alkyl anti-aggregation moiety were synthesised in a 5-step linear synthesis with overall yields of 5–9%. These novel dyes were assessed on a range of characteristics alongside four dyes previously synthesised in the group, giving three pairs of 3,7- and 3,8 substituted dyes. While the 3,8-substituted dyes did give a higher dye-loading, they did not show an overall increase in performance vs. the 3,7-substituted dyes.
A route for synthesis of other 3,8-substituted dyes with aryl anti-aggregation units was studied, but failed due to lack of control of regioselectivity and challenging purifications. | |
dc.language | eng | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | Synthesis and Characterisation of 3,8-Substituted 10H-Phenothiazine Dyes for Use in Dye-Sensitised Solar Cells | |
dc.type | Master thesis | |