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We compare standard and inverted bulk heterojunction solar cells composed of PCPDTBT:PC70BM blends. Inverted devices comprising 100 nm thick active layers exhibited short circuit currents of 15 mA/cm², 10% larger than in corresponding standard devices. Modeling of the optical field distribution in the different device stacks proved that this enhancement originates from an increased absorption of incident light in the active layer. Internal quantum efficiencies (IQEs) were obtained from the direct comparison of experimentally derived and modeled currents for different layer thicknesses, yielding IQEs
of ~70% for a layer thickness of 100 nm. Simulations predict a significant increase of the light harvesting efficiency upon increasing the layer thickness to 270 nm. However, a continuous deterioration of the photovoltaic properties with layer thickness was measured for both device architectures, attributed to incomplete charge extraction. On the other hand, our optical modeling suggests that inverted devices based on PCPDTBT should be able to deliver high power conversion efficiencies (PCEs) of more than 7% provided that recombination losses can be reduced.
A thorough characterization of base materials is the prereq- uisite for further research. In this paper, the characterization data of the reference materials (CEM I 42.5 R, limestone pow- der, calcined clay and a mixture of these three components) used in the second funding phase of the priority program 2005 of the German Research Foundation (DFG SPP 2005) are presented under the aspects of chemical and min- eralogical composition as well as physical and chemical properties. The data were collected based on tests performed by up to eleven research groups involved in this cooperative program.
Die Nutzung und Weiterverarbeitung von Sekundärstoffen kann in der Baustoffherstellung einen Beitrag zum nachhaltigen Bauen leisten. Im Rahmen des Teilprojekts B wurde die Bewertung dieser Potenziale anhand von Beispielen ausgebaut und verifiziert. Die Basis dieser Bewertungsgrundlage ist die Erfüllung der grundlegenden technischen Anforderungen (ökobilanzielle Indikatoren, vergleichende ökobilanzielle Betrachtung). Im Teilprojekt E geht es um die Freisetzung umweltrelevanter Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen. Überprüft werden sollte die Übereinstimmung zwischen Laborergebnissen, Modellierungen und realen Grundwasserkonzentrationen. Es wurden Schlitzwände errichtet, die in den Grundwasserleiter einbinden und umweltrelevante Parameter bestimmt. Grundsätzlich hat sich selbst bei Großbaustellen nur eine geringe Beeinflussung der Grundwasserqualität durch Beton ergeben.
Das Risiko von Überdrücken bei der Untenbefüllung von Tankfahrzeugen hat zu Vorfällen mit zum Teil erheblichen Sach- und Personenschäden geführt und ist ein nicht auszuschließendes Gefährdungspotential für Menschen, Umwelt, Anlagen und Transportmittel. Zur weiteren Verbesserung des Managements dieses Risikos und seiner potentiellen Auswirkungen hat der MWV die DGMK gebeten, das Thema in einem Projekt zu bearbeiten, um mögliche Sicherungsdefizite aufzudecken und Lösungsmöglichkeiten aufzuzeigen.
Als Forschungsstelle wurde die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ausgewählt, die das DGMK-Projekt 727 „Überdrucksicherung an Tankfahrzeugen“ gemeinsam mit Vertretern von Tankfahrzeug- und Armaturenherstellern, Mineralölindustrie sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bearbeitet hat. In Messungen an zwei Füllstellen wurden reale Druck-, Temperatur- und Volumenstromverhältnisse für die Beladung eines Tankfahrzeugs aufgenommen. Es wurde festgestellt, dass es in einem Tankfahrzeug, in dem keine zusätzlichen Druckverluste wie z. B. durch Vereisungen im Inneren der Kippventil-Flammendurchschlagsicherungs-Armatur auftreten, zu keinem unzulässig hohen Druckaufbau in einer Tankwagenkammer kommen kann. Zusätzlich erfolgten Versuche in einer Kältekammer, um die Möglichkeit und die Randbedingungen einer Vereisung des Kippventils und der Flammendurchschlagsicherung zu ermitteln. Mit diesen Ergebnissen sind Szenarien erarbeitet worden, die bekannte Überdruckschadensereignisse erklären können. Aus einer Gefährdungsbeurteilung heraus wurden Maßnahmen beschrieben, wie zukünftig solche Überdruckschäden an Tankfahrzeugen vermieden werden können. Aufbauend auf den Ergebnissen des Projektes hat die Projektbegleitung diese und weitere Maßnahmen hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit diskutiert und die vorliegende Empfehlung zur Vermeidung von Überdrücken an Tankfahrzeugen bei Untenbefüllung erarbeitet.
The interaction of self-assembled dendritic amphiphiles with drugs and dyes in aqueous solutions is of great significance for designing and optimizing shape-persistent delivery systems. Here we present deeper insight for two examples of low molecular weight (LMW) nonionic dendritic amphiphiles as host molecules and a series of selected aromatic guest model molecules (benzene, naphthalene, biphenyl, terphenyl, anthracene, and pyrene). Aromatic guest molecules were incorporated into the self-assemblies of dendritic nanocarriers, and the resultant complexes were studied by a combination of UV, NMR, computational simulation, and small-angle X-ray-scattering (SAXS) techniques in order to determine the loading capacity, localization, and specific interactions in dendritic amphiphiles with guest molecules. Our findings revealed that the localization of guest molecules in the hydrophobic region and the loading capacity of guest molecules are dependent on their size and the arrangement of aromatic rings instead of the loading amount. Furthermore, the shape of self-assembled host molecules was found to be ellipsoidal and highly persistent even after loading the guest molecules. To the best of our knowledge, this is the first systematic host–guest study, particularly with low molecular weight nonionic dendritic amphiphilies and aromatic guest molecules. Thus, this study opens new possibilities and ways to explore the transport behavior of aromatic drugs with such nanocarriers.
One-pot covalent functionalization of 2D black phosphorus by anionic ring opening polymerization
(2022)
In this work, a one-pot approach for the covalent functionalization of few-layer black phosphorus (BP) by anionic ring opening polymerization of glycidol to obtain multifunctional BP-polyglycerol (BP-PG) with high amphiphilicity for near-infrared-responsive drug delivery and biocompatibility is reported. Straightforward synthesis in combination with exceptional biological and physicochemical properties designates functionalized BP-PG as a promising candidate for a broad range of biomedical applications.
The investigation of the microstructure in functional, polycrystalline thin films is an important contribution to the enhanced understanding of structure–property relationships in corresponding devices. Linear and planar defects within individual grains may affect substantially the performance of the device. These defects are closely related to strain distributions. The present work compares electron and X-ray diffraction as well as Raman microspectroscopy, which provide access to microstrain distributions within individual grains. CuInSe₂ thin films or solar cells are used as a modelsystem. High-resolution electron backscatter diffraction and X-ray microdiffraction as well as Ramanmicrospectroscopy were applied for this comparison. Consistently, microstrain values were determined of the order of 10⁻⁴ by these three techniques. However,only electron backscatter diffraction, X-ray microdiffraction exhibit sensitivities appropriate for mapping local strain changes at the submicrometer level within individual grains in polycrystalline materials.
Raman microspectroscopy provides the means to obtain local orientations on polycrystalline materials at the submicrometer level. The present work demonstrates how orientation-distribution maps composed of Raman intensity distributions can be acquired on large areas of several hundreds of square micrometers. A polycrystalline CuInSe2 thin film was used as a model system. The orientation distributions are evidenced by corresponding measurements using electron backscatter diffraction (EBSD) on the same identical specimen positions. The quantitative, local orientation information obtained by means of EBSD was used to calculate the theoretical Raman intensities for specific grain orientations, which agree well with the experimental values. The presented approach establishes new horizons for Raman microspectroscopy as a tool for quantitative, microstructural analysis at submicrometer resolution.
