Das Ziel der Arbeit war es die Solid-State Farbstoffsensibiliserte Solarzelle, insbesondere die dafür verwendeten Materialien und deren Prozessierung, zu untersuchen und zu dem Verständnis der Funktion dieser Art von Solarzelle beizutragen. Des Weiteren wurden verschiedene Faktoren, die die Effizienz der Solid-State DSSC beeinflussen, untersucht. Die Forschungsschwerpunkte wurden mit den Projektpartner BASF und Bosch abgestimmt.

Der Hauptteil der Arbeit bestand darin den organischen Lochleiter Spiro-MeOTAD durch Synchrotron-induzierte Photoemissionsspektroskopie zu untersuchen. Spiro-MeOTAD wird als Ersatz für das flüssige Iodid/Triiodid in der Solid-State Version der DSSC verwendet. Für die In-Situ Präparation und Messungen wurde Spiro-MeOTAD nass-chemisch per Drop-Casting aufgebracht. Drop-Casting ist eine Methode, die dem Spin-Coating ähnelt, das wiederum üblicherweise in der Industrie eingesetzt wird. Da Grenzflächenexperimente nur schwer mit Drop-Casting durchgeführt werden können, wurde in dieser Arbeit die PVD angewandt. Des Weiteren wurden die Schichten, die mit beiden Methoden abgeschieden wurden, untersucht und auf Ihre Gleichheit untersucht. Die intrinsisch schlechte Leitfähigkeit des Spiro-MeOTADs macht eine Dotierung des Lochleiters notwendig. Deshalb, wurden die Dotiermechanismen der Li-TFSI und WO3 Dotanten untersucht. Li-TFSI ist ein gebräuchlicher Dotant für Spiro-MeOTAD in Solid-State DSSCs, währenddessen WO3 als Modelsystem gewählt wurde. Weiterhin waren die Grenzflächen zwischen Spiro-MeOTAD und dem Subtstrat TiO2, sowie verschiedenen Farbstoffen und Gold, welches als Rückkontakt in der Solid-State DSSC verwendet wird, von großem Interesse, da die energetischen Anpassungen die Effizienz der Solid-State DSSCs mitbestimmen.

Ein anderes Ziel dieser Arbeit war das Verhalten und den Einfluss von Natrium, welches Teil des TiO2-Precursors ist, auf die Solid-State DSSC zu bestimmen. Da TiO2, die in verschiedenen Labors mit derselben Rezeptur und demselben Precursor präpariert wurden, oft zu unterschiedlichen Effizienzen der Solid-State DSSC führten, wurden systematische ex-situ Heizexperimente mit einer Heizplatte und einer Heißluftpistole sowie mit verschiedenen ex-situ präparierten nc-TiO2 Schichten durchgeführt.

Weiterhin wurde der Einfluss verschiedener Ankergruppen und Additiven von Ruthenium-freien Perylen-Farbstoffen auf die energetischen Eigenschaften und Anpassungen zu der TiO2 –Elektrode sowie dem Lochleiter Spiro-MeOTAD per SXPS untersucht.