Inhalt
In einer Kombination aus Vorlesung und Projektpraktikum werden am Beispiel einer photovoltaischen Zelle auf Basis von nanokristallinem Titandioxid (Graetzel-Zelle) wichtige Instrumente und Verfahren der Nanopartikel-Prozesstechnik erarbeitet. Dabei wird die gesamte Prozesskette von der Partikelsynthese bis zum Aufbau und Test der photovoltaischen Zelle praktisch durchgeführt.
Themen der Vorlesung
- Einführung: Die Graetzel-Zelle
- Synthese von nano-TiO2
- Struktur von nano-TiO2
- Sintern und Mikrostruktur von TiO2
- Kolloidchemie von TiO2
Themen des Projektpraktikums
- Synthese nanokristalliner Titandioxid-Pulver
- R?ntgenpulverdiffraktometrie von nanokristallinem Titandioxid
- Oberfl?chen nanokristalliner keramischer Pulver
- Kolloidchemie von nanokristallinem Titandioxid
- Bau und Test einer Graetzel-Zelle
- Literatur
Literatur
- M. Graetzel, Photoelectrochemical Cells, Nature 414 (2001), 338
- M. Graetzel, Dye-Sensitized Solid-State Heterojunction Solar Cells, MRS Bull. 30 (2005), 23
- A. R?ssler, G. Skillas, and S. E. Pratsinis, Ma?geschneiderte Werkstoffe: Nanopartikel ? Materialien der Zukunft, CHIUZ 35 (2001), 32
- R. N. Grass, S. Tsantilis, and S. E. Pratsinis, Design of High-Temperature, Gas-Phase Synthesis of Hard or Soft TiO2 Agglomerates, AICHE Journal 52 (2006), 1318
- C. J. Howard, T. M. Sabine, and F. Dickson, Structural and Thermal Parameters for Rutile and Anatase, Acta Cryst. B 47 (1991), 462
- R. A. Young, Introduction to the Rietveld Method, in R. A. Young, The Rietveld Method, Oxford University Press 1991, 1
- B. Albert, Diffraction Methods, Bunsenmagazin 14 (2012), 100
Material zur Vorlesung
- Vorlesung 1: Einführung
- Vorlesung 2: Synthese
- Vorlesung 3: Struktur
- Vorlesung 4: Sintern
- Vorlesung 5: Kolloide
Material zum Praktikum
- Versuch 1: Synthese Nanokristalliner Titandioxid Pulver aus der Gasphase
- Excel-Blatt: Reaktionstechnik
- Versuch 2: Röntgen-Pulverdiffraktometrie an nanokristallinem Titandioxid
- Excel-Blatt: Diffraktogramm
- Versuch 3: Oberflächen nanokristalliner keramischer Pulver
- Excel-Blatt: Sintern
- Versuch 4: Kolloidale Dispersionen: Oberfl?chenchemie und Partikelgröße
- Excel-Blatt: DLVO-Theorie
- Versuch 5: Bau einer Gr?tzelzelle