Funktionelle Blockcopolymere für photovoltaische Anwendungen

Zusammenfassung der Dissertation von Pablo A. Walter Thema der Arbeit: Funktionelle Blockcopolymere für photovoltaische Anwendungen Im Zentrum dieser Dissertation stand die Erarbeitung eines Konzepts zum Bau neuartiger Solarzellen auf der Basis von Blockcopolymeren aus Elektronendonatorund Akzeptorblöcken. Dabei soll die Nanophasenseparation in Blockcopolymeren zur Kontrolle und Beeinflussung der Morphologie der Akzeptor- und Donatorkomponenten benutzt werden. Die Blockcopolymere müssen damit alle Materialeigenschaften vereinen, die für den Betrieb einer Solarzelle notwendig sind. Um diesem Ziel gerecht zu werden, war es notwendig, sowohl Monomere als auch neuartige monofunktionale Farbstoffe herzustellen. Es wurden gezielt funktionale Homopolymere und Diblockcopolymeren hergestellt. Es gelang ferner, sowohl die Homopolymere als auch die Blockcopolymere mittels Farbstoffen zu funktionalisieren. Im Zuge der Charakterisierung war es möglich, im Bereich der Polymeranalyse die Glastemperaturen, die Molekulargewichte und die Polydispersitäten zu bestimmen. Des Weiteren galt es, im Rahmen der polymeranalogen Umsetzungen, Möglichkeiten zur gezielten Bestimmung der angebundenen Farbstoffmenge zu entwickeln. Bezüglich der Materialeigenschaften wurden, die HOMOs und die LUMOs der funktionalen Block- und Homopolymere bestimmt. Mittels TEM war es auch erstmals möglich, die Phasenseparation der beiden Blöcke deutlich zu machen. Somit ist es gelungen, neue funktionale Blockcopolymere herzustellen und diese bei dem Bau von neuen polymerbasierten Solarzellen einzusetzen. Es konnte gezeigt werden, dass das Konzept prinzipiell funktioniert.Abstract: Phd thesis of Pablo A. Walter Subject of the thesis: Functional blockcopolymers for photovoltaic applications The central goal of the thesis was the development of a novel solar cells system on the basis of blockcopolymers consisting of an electron donor und an electron acceptor block. In this context the fact that blockcopolymers tend to phase separate on a nanometer scale was used to control and influence the morphology within the system. All material characteristics for operating a solar cell have to be covered by the blockcopolymer. In order to attain this goal monomers and new monofunctional dyes had to be synthesised. The synthesis of functional homo- and blockcopolymers was preformed in a target-orientated way. These polymers have been successfully functionalised with several new monofunctional cyanine dyes. In the course of characterising the polymers glasstemperatures, molecular weights and polydispersities have been investigated. Furthermore, within the scope of the polymeranalogues conversions new methods to investigate conversions have been developed. The essential electrochemical material properties for the solar cells such as the HOMOs and the LUMOs have been invested by cyclovoltammetry of the polymers. In addition TEM measurements helped to display the phaseseparation of both blocks. By building new solar cell devices consisting of these blockcopolymers, this concept was confirmed