Im Hochvakuum durch thermisches Verdampfen erzeugte polykristalline Schichten aus den organischen Molekülen: Kupferphthalocyanin (CuPc), N,N'-Dimethyl-Perylendicarboximid (MPP) und Fulleren (C60), werden mittels Transmissions- und Reflexionsspektroskopie auf ihre optischen Eigenschaften hin untersucht und die optischen Konstanten bestimmt. Durch die Abscheidung auf Spaltstrukturen und in Mehrschichtform kann das elektrische Gleichstromverhalten dieser Substanzen in Abhängigkeit von Beleuchtung und Probentemperatur analysiert werden. Die durch die Einbettung von Metallclustern (Gold, Kupfer, Silber) hervorgerufenen Veränderungen besonders im optischen, aber auch im elektrischen Verhalten, werden durch den Vergleich der Meßergebnisse mit ungestörten Proben erhalten. Die Untersuchung der Morphologie mittels TEM-Aufnahmen zeigt, daß die Clusterabmessungen und -formen in Abhängigkeit von der gewählten Materialkombination stark variieren können. Ramanmessungen an Mischsystemen zeigen, neben der für Silber erwarteten Erhöhung des molekularen Signals, auch Kupfer- und Goldeinlagerungen SERS-Effekte. Beim Einbau von Metallclustern in organische Einschichtsolarzellen konnte deren Wirkungsgrad bei Beleuchtung mit einem Sonnensimulator (AM2) bis zu einem Faktor ca. 3 erhöht werden.

Univ., Diss.--Heidelberg, 2004.

The POLDER-1 instrument was able to measure aerosol and cloud properties for eight months in 1996–1997. We use these observational data for aerosol concentration (the aerosol index), cloud optical thickness, and cloud droplet effective radius to establish statistical relationships among these parameters in order to analyze the first and second aerosol indirect effects. We also evaluate the representation of these effects as parameterized in the Laboratoire de Météorologie Dynamique–Zoom (LMDZ) general circulation model. We find a decrease in cloud top droplet radius with increasing aerosol index in both the model and the observations. Our results are only slightly changed if the analysis is done at fixed cloud liquid water path (LWP) instead of considering all LWP conditions. We also find a positive correlation between aerosol index and cloud liquid water path, which is particularly pronounced over the Northern Hemisphere midlatitudes. This may be interpreted as observational evidence for the second aerosol indirect effect on a large scale. The model-simulated relationship agrees well with that derived from POLDER data. Model simulations show a rather small change in the two relationships if preindustrial rather than present-day aerosol distributions are used. However, when entirely switching off the second aerosol indirect effect in our model, we find a much steeper slope than we do when including it.

Parameterisations of fractional cloudiness in large-scale atmospheric models rely on information about the subgrid-scale variablity of the total water specific humidity, qt , provided in form of a probability density function (PDF). In this contribution, four different approaches to evaluate such total-water PDFs are discussed: (i) Satellite spectroradiometers with high spatial resolution allow to construct at the scale of model grid boxes a histogram, and subsequently to derive the moments of the PDF, of the vertical integral of qt . This can be compared to the same quantity diagnosed from the model parameterisation. Although the vertical integral mostly focuses on the boundary layer, and involves issues in grid-boxes with orographic variability, it allowed nevertheless in the example presented to pinpoint deficiencies of a model parameterisation. (ii) Assuming a simple PDF shape and saturation within clouds, the simple “critical relative humidity” metric can be derived from infrared sounders and/or cloud lidar in combination with reanalysis data with a vertical resolution. It allows to evaluate the underlying PDF of any cloud scheme, but is sensitive to the assumptions. (iii) Supersites with a combination of ground-based lidar, radar and microwave data provide high-resolution high-quality reference data. In a “virtual reality” framework, we showed, however, that it is difficult to evaluate higher moments of a spatial PDF with this temporally-varying data. (iv) From a hierarchy of models from general circulation models to direct numerical simulations, we find that the variance of the qt follows a power-law scaling with an exponent of about -2. This information is very useful to improve the parameterisations.

Die Mobilität und der damit verbundene Verkehr sind ein zentraler Baustein unserer heutigen Gesell-schaft, deren individuelle Nutzenstiftung offensichtlich und unumstritten ist. Als weitaus weniger augenscheinlich werden hingegen die damit einhergehenden externen Effekte wahrgenommen, welche der gesamten Gesellschaft angelastet werden. Nichtsdestotrotz ist anzunehmen, dass der Umfang dieser verkehrsbedingten Externalitäten beträchtlich ist. Die folgende Arbeit beschäftigt sich deshalb mit der Fragestellung, welche unkompensierten volks-wirtschaftlichen Verluste durch den Verkehr am Beispiel des Freistaates Sachsen entstehen. Dafür wurden zunächst die wichtigsten Grundlagen zur Thematik der verkehrsbezo-genen externen Effekte erarbeitet. Hierbei zeigte sich, dass es vor allem die Kosten des Verkehrs sind, bei denen der externe Anteil einen hohen Stellenwert einnimmt, weshalb diese auch den Hauptgegenstand der vorliegenden Untersuchung abbilden. Im Hinblick darauf sind insbesondere die Kosten aufgrund von Unfällen, Lärm, Luftverschmutzung, Treibhausgasemissionen, vor- und nachgelagerten Prozessen sowie der Inanspruchnahme von Natur- und Landschaft zu nennen. Aufbauend auf den theoretischen Grundlagen wurden die einzelnen externen Kosten für Sachsen bestimmt. Dies erfolgte unter Einbeziehung aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse aus unter-schiedlichen Studien und Projekte sowie auf Basis gegenwartsnaher Eingangsdaten von verschiedenen sächsischen Landesämtern. Im Ergebnis der Berechnungen konnten durch Externalitäten des sächsischen Verkehrs verursachte Kosten in Höhe von 7,2 Mrd. € pro Jahr (hohe Schätzung) festgelegt werden, was ganzen 7,4% des sächsischen Bruttoinlandsproduktes entspricht. Der Straßenverkehr hat mit 94% daran den größten Anteil. Darüber hinaus erschienen die Unfälle und Klimagasemissionen als besonders nachteilig. Im Vergleich der einzelnen Verkehrsmittel sind es speziell Krafträder, PKW und Sattelzugmaschinen, welche beträchtliche Durchschnittskosten offenbaren. Angesichts dieser Resultate wird deshalb auf die Dringlichkeit von Internalisierungsmaßnahmen im Verkehrsbereich hingewiesen.

The present dissertation focuses on the synthesis of iron(II) complexes and the study of their SCO behavior. The equilibrium between the HS and the LS states gives to the SCO systems large potential applications for molecular electronics. However, today there is not a single molecular device from SCO compounds in the market. This is due to the fact that the SCO systems discovered up to now were unable (e.g. TLIESST « 300 K) for these applications. The aim of this thesis is to synthesize new SCO compounds with sustainable properties for applications. In the beginning of the thesis, [Fe(rac-22a))]2+∙2[BF4]- and [Fe(rac-22b)]2+∙2[BF4]- employing rigid hexadentate ligands were described. In contrast to the expectation, the N-methylation of the amines shifts the equilibrium towards the LS state. [Fe(rac-22b)2+∙2[BF4]- shows a T1/2 higher at 74 K and 52 K than the non methylated [Fe(rac-22a)2+∙2[BF4]- respectively in nitrobenzene and acetonitrile. The T1/2 are solvent-dependent for these complexes. After that, ligand series 9-R2-2-(6-R1-pyridin-2-yl)-1,10-phenanthroline 25b (R2 = Me), 25f (R2 = Ph), 25d (R2 = C(O)H), 25c (R1 = Ph), 25l (R1 = oxylphenyl-4-oxymethylene), 25m (R1 = oxymesitylene) and 25j (R1 = pyrol-1-yl) were synthesized. It was observed that the size of the substituent influences the SCO properties (T1/2). In addition, the influence of the counterion was shown with [Fe(25c)2]2+∙2[BF4]- and [Fe(25c)2]2+∙2[B(Ph)4]-. The B(Ph)4- conterions bring π∙∙∙π interactions in the molecular cell which shift the T1/2 parameter to a high temperature (200 K) compared to the complex with BF4- ions (175 K). Moreover the substituents R1 on the terminal position of the pyridine effect on T1/2 more than the substituents R2 on the terminal position of the phenanthroline. For example, [Fe(25f)]2+∙2[BF4]- (R1 = Ph) is a pure HS complex while the complex [Fe(25c)]2+∙2[BF4]- (R2 = Ph) is a SCO system (T1/2 = 175 K). The expansion of the coordination mode from N6 to N8 was investigated by the synthesis of the tetradentate ligands. This expansion shows an unexpected coordination mode, [Fe(25i)2]2+∙2[BF4]- (R2 = pyrazol-1-yl) forms a distorted square antiprism coordination geometry (HS iron(II)-complex) and does not show any Fe-N bond breaking over the application of the temperature as expected. / Die vorliegende Dissertation behandelt die Synthese von Eisen(II)-Komplexen und ihr spin crossover (SCO)-Verhalten. Das Gleichgewicht zwischen high-spin (HS)- und low-spin (LS)-Zustand verleiht den SCO-Systemen eine großes Anwendungspotential im Bereich der molekularen Elektronik. Dennoch existiert bis heute kein SCO-basiertes molekulares Bauteil auf dem Markt. Hauptgrund hierfür ist, dass die bislang bekannten SCO-Systeme keine hinreichenden Eigenschaften (z.B. TLIESST « 300 K) aufweisen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Synthese neuer SCO-Verbindungen mit geeigneten Eigenschaften für die Anwendung. Zu Beginn der Arbeit werden die Komplexe [Fe(rac-22a)]2+∙2[BF4]– und [Fe(rac-22b)]2+ ∙2[BF4]– mit starren hexadentaten Liganden beschrieben. Entgegen der Erwartung verschiebt die N-Methylierung der Amine das Gleichgewicht in Richtung des LS-Zustandes. Verglichen mit dem nicht-methylierten Komplex Fe(rac-22b)]2+∙2[BF4]– zeigt Fe(rac-22a)]2+∙2[BF4]– eine höhere Übergangstemperatur T1/2, welche in Nitrobenzen 74 K und in Acetonitril 52 K beträgt. Für die Komplexe ist T1/2 lösungsmittelabhängig. Im Folgenden wurde die Ligandenserie 9-R2-2-(6-R1-pyridin-2-yl)-1,10-phenanthrolin mit den Vertretern 25b (R2= Me), 25f (R2 = Ph), 25d (R2 = C(O)H, 25c (R1 = Ph), 25l (R1 = oxyphenyl-4-oxymethylen), 25m (R1 = oxymesitylen) und 25j (R1 = pyrol-1-yl) hergestellt. Es wurde beobachtet, dass die Größe des Substituenten das SCO-Verhalten (T1/2) beeinflusst. Ergänzend wurde der Einfluss des Gegenions anhand der Komplexe [Fe(25c)]2+∙2[BF4]– und [Fe(25c)]2+∙2[B(Ph)4]– untersucht. Das Gegenion B(Ph)4– ermöglicht intra- und intermolekulare π···π-Wechselwirkungen in der Zelle, welche die Übergangstemperature T1/2 (200 K) gegenüber dem BF4–-Komplex (175 K) erhöhen. Des Weiteren beeinflussen die Substituenten R1 an der Pyridin-Einheit die ubergangskomplexes T1/2 stärker als die Substituenten R2 an der Phenanthrolin-Einheit. So ist [Fe(25f)]2+∙2[BF4]– (R1 = Ph) ein reiner HS-Komplex, während der Komplex [Fe(25c)]2+∙2[BF4]– (R2 = Ph) ein SCO-System ist (T1/2 = 175 K). Die Erhöhung der Koordinationszahl von N6 auf N8 wurde über die Synthese von tetradentaten Liganden untersucht. Diese Erhöhung führt zu einem unerwarteten Koordinationsmodus. So bildet [Fe(25i)]2+∙2[BF4]– (R2 = pyrazol-1-yl) eine quadratisch-antiprismatische Koordinationssphäre (HS Eisen(II)-Komplex) und zeigt, wie erwartet, über den untersuchten Temperaturbereich keine Fe–N-Bindungsspaltung.

In industrialized economies such as the European countries unemployment rates are very responsive to the business cycle and significant shares stay unemployed for more than one year. To fight cyclical and long-term unemployment countries spend significant shares of their budget on Active Labor Market Policies (ALMP). To improve the allocation and design of ALMP it is essential for policy makers to have reliable evidence on the effectiveness of such programs available. Although the number of studies has been increased during the last decades, policy makers still lack evidence on innovative programs and for specific subgroups of the labor market. Using Germany as a case study, the dissertation aims at contributing in this way by providing new evidence on start-up subsidies, marginal employment and programs for youth unemployed. The idea behind start-up subsidies is to encourage unemployed individuals to exit unemployment by starting their own business. Those programs have compared to traditional programs of ALMP the advantage that not only the participant escapes unemployment but also might generate additional jobs for other individuals. Considering two distinct start-up subsidy programs, the dissertation adds three substantial aspects to the literature: First, the programs are effective in improving the employment and income situation of participants compared to non-participants in the long-run. Second, the analysis on effect heterogeneity reveals that the programs are particularly effective for disadvantaged groups in the labor market like low educated or low qualified individuals, and in regions with unfavorable economic conditions. Third, the analysis considers the effectiveness of start-up programs for women. Due to higher preferences for flexible working hours and limited part-time jobs, unemployed women often face more difficulties to integrate in dependent employment. It can be shown that start-up subsidy programs are very promising as unemployed women become self-employed which gives them more flexibility to reconcile work and family. Overall, the results suggest that the promotion of self-employment among the unemployed is a sensible strategy to fight unemployment by abolishing labor market barriers for disadvantaged groups and sustainably integrating those into the labor market. The next chapter of the dissertation considers the impact of marginal employment on labor market outcomes of the unemployed. Unemployed individuals in Germany are allowed to earn additional income during unemployment without suffering a reduction in their unemployment benefits. Those additional earnings are usually earned by taking up so-called marginal employment that is employment below a certain income level subject to reduced payroll taxes (also known as “mini-job”). The dissertation provides an empirical evaluation of the impact of marginal employment on unemployment duration and subsequent job quality. The results suggest that being marginal employed during unemployment has no significant effect on unemployment duration but extends employment duration. Moreover, it can be shown that taking up marginal employment is particularly effective for long-term unemployed, leading to higher job-finding probabilities and stronger job stability. It seems that mini-jobs can be an effective instrument to help long-term unemployed individuals to find (stable) jobs which is particularly interesting given the persistently high shares of long-term unemployed in European countries. Finally, the dissertation provides an empirical evaluation of the effectiveness of ALMP programs to improve labor market prospects of unemployed youth. Youth are generally considered a population at risk as they have lower search skills and little work experience compared to adults. This results in above-average turnover rates between jobs and unemployment for youth which is particularly sensitive to economic fluctuations. Therefore, countries spend significant resources on ALMP programs to fight youth unemployment. However, so far only little is known about the effectiveness of ALMP for unemployed youth and with respect to Germany no comprehensive quantitative analysis exists at all. Considering seven different ALMP programs, the results show an overall positive picture with respect to post-treatment employment probabilities for all measures under scrutiny except for job creation schemes. With respect to effect heterogeneity, it can be shown that almost all programs particularly improve the labor market prospects of youths with high levels of pretreatment schooling. Furthermore, youths who are assigned to the most successful employment measures have much better characteristics in terms of their pre-treatment employment chances compared to non-participants. Therefore, the program assignment process seems to favor individuals for whom the measures are most beneficial, indicating a lack of ALMP alternatives that could benefit low-educated youths. / Zur Verbesserung der Arbeitsmarktchancen arbeitsloser Personen und damit zur Bekämpfung von Arbeitslosigkeit werden innerhalb der Europäischen Union jedes Jahr beträchtliche Summen für Maßnahmen der aktiven Arbeitsmarktpolitik (AAP) aufgewendet. Vor diesem Hintergrund ergibt sich die Frage nach der Effektivität dieser Programme. Obwohl in den vergangenen Jahren zahlreiche empirische Evaluationsstudien durchgeführt und hierdurch wesentliche Erkenntnisse über die Wirksamkeit von AAP gewonnen wurden, bestehen noch stets unerforschte bzw. nur unzureichend erforschte Bereiche, wie zum Beispiel für innovative Programme oder für Untergruppen am Arbeitsmarkt. Hierin liegt der Beitrag der Dissertationsschrift. Am Beispiel von Deutschland werden neue Erkenntnisse zur Wirksamkeit der Existenzgründungsförderung, der geringfügigen Beschäftigung sowie der Programme für arbeitslose Jugendliche geliefert. Mit Einführung des Existenzgründungszuschusses (Ich-AG) im Rahmen der Hartz-Reformen, standen gründungswilligen Arbeitslosen, zusammen mit dem bereits seit Mitte der Achtziger Jahre bekannten Überbrückungsgeld, zwischen 2003 und 2006 zwei Förderprogramme zur Verfügung. Beide Programme umfassen eine monetäre Förderung während der Gründungsphase, um arbeitslosen Personen den Weg in die berufliche Selbständigkeit zu erleichtern. Die Analyse der beiden Programme zeigt deutlich, dass die intendierten Ziele, d.h. die Verbesserung der Beschäftigungschancen sowie der Einkommenssituation der Teilnehmer, erreicht wurden. Es zeigt sich weiter, dass beide Programme insbesondere effektiv für benachteiligte Gruppen am Arbeitsmarkt, wie z.B. Geringqualifizierte, sowie in Regionen mit eher schlechten ökonomischen Bedingungen sind. Aber auch die getrennte Analyse für Frauen zieht eine positive Bilanz. Hier erweist sich die Förderung als besonders wirksam, da die berufliche Selbständigkeit (im Gegensatz zur abh. Beschäftigung) anscheinend eine bessere Vereinbarkeit von Familie und Beruf ermöglicht. Abschließend lässt sich somit feststellen, dass die Förderung der beruflichen Selbständigkeit eine sinnvolle Strategie darstellt, da insbesondere bestehende Hürden für benachteiligte Gruppen am Arbeitsmarkt beseitigt und diese Personen langfristig in den Arbeitsmarkt integriert werden. Im nächsten Abschnitt der Dissertationsschrift wird die Aufnahme einer geringfügigen Beschäftigung während der Arbeitslosigkeit untersucht. In Deutschland können arbeitslose Personen bis zu 15 Stunden/Woche eine Beschäftigung aufnehmen, wobei ein Zuverdienst bis 165 Euro/Monat keine Auswirkung auf den Bezug von Arbeitslosengeld hat. Hierzu greifen arbeitslose Personen insbesondere auf die geringfügige Beschäftigung (genannt „Mini-Job“) zurück, da diese für die Arbeitslosen selbst abgabenfrei ist und Arbeitgeber nur einen reduzierten Beitrag zur Sozialversicherung sowie Einkommensteuer zahlen. Das erhöhte Einkommensniveau während der Arbeitslosigkeit sowie der enge Kontakt zum Arbeitsmarkt können unterschiedliche Wirkungen generieren. Es zeigt sich, dass die Aufnahme einer geringfügigen Beschäftigung grundsätzlich keinen signifikanten Einfluss auf die Arbeitslosigkeitsdauer hat, jedoch im Anschluss an die Arbeitslosigkeit zu längeren Beschäftigungsphasen führt. Die Untersuchung der Effektheterogenität zeigt, dass die geringfügige Beschäftigung während der Arbeitslosigkeit die Arbeitslosigkeitsdauer für Langzeitarbeitslose verkürzt und zu insgesamt stabileren Beschäftigungsphasen für diese Personengruppe führt. Das Ergebnis ist von hoher politischer Relevanz, da die Möglichkeit einer Zusatzbeschäftigung während der Arbeitslosigkeit anscheinend ein effektives Instrument zur Bekämpfung von Langzeitarbeitslosigkeit darstellt. Abschließend beschäftigt sich die Dissertationsschrift mit der Untersuchung der Effektivität von AAP zur Verbesserung der Arbeitsmarktchancen von arbeitslosen Jugendlichen. Jugendliche sind im Gegensatz zu Erwachsenen häufiger von Arbeitslosigkeit betroffen, da sie über geringere Such- bzw. Arbeitserfahrung verfügen. Die Bekämpfung von Jugendarbeitslosigkeit steht daher im Fokus der AAP. Vor diesem Hintergrund ist es erstaunlich, dass bisher nur wenig über die Wirksamkeit von AAP für arbeitslose Jugendliche bekannt ist bzw. für Deutschland hierzu noch überhaupt keine Erkenntnisse existieren. Die Dissertationsschrift liefert nun erstmalig Evidenz zur Wirksamkeit von AAP für arbeitslose Jugendliche in Deutschland. Die untersuchten Programme (außer Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen) erhöhen die Beschäftigungswahrscheinlichkeit der Teilnehmer gegenüber den Nicht-Teilnehmern. Allerdings zeigt sich auch, dass arbeitslose Jugendliche ohne bzw. mit Hauptschulabschluss weniger von einer Programmteilnahme profitieren als Jugendliche mit einer höheren Schulbildung. Hier scheint noch Optimierungsbedarf zu bestehen, indem die Ausgestaltung der AAP stärker auf die Bedürfnisse von geringqualifizierten Jugendlichen eingehen sollte.

Univ., FB Wirtschaftswiss., Diss.--Hamburg, 2002.

Im Hochvakuum durch thermisches Verdampfen erzeugte polykristalline Schichten aus den organischen Molekülen: Kupferphthalocyanin (CuPc), N,N'-Dimethyl-Perylendicarboximid (MPP) und Fulleren (C60), werden mittels Transmissions- und Reflexionsspektroskopie auf ihre optischen Eigenschaften hin untersucht und die optischen Konstanten bestimmt. Durch die Abscheidung auf Spaltstrukturen und in Mehrschichtform kann das elektrische Gleichstromverhalten dieser Substanzen in Abhängigkeit von Beleuchtung und Probentemperatur analysiert werden. Die durch die Einbettung von Metallclustern (Gold, Kupfer, Silber) hervorgerufenen Veränderungen besonders im optischen, aber auch im elektrischen Verhalten, werden durch den Vergleich der Meßergebnisse mit ungestörten Proben erhalten. Die Untersuchung der Morphologie mittels TEM-Aufnahmen zeigt, daß die Clusterabmessungen und -formen in Abhängigkeit von der gewählten Materialkombination stark variieren können. Ramanmessungen an Mischsystemen zeigen, neben der für Silber erwarteten Erhöhung des molekularen Signals, auch Kupfer- und Goldeinlagerungen SERS-Effekte. Beim Einbau von Metallclustern in organische Einschichtsolarzellen konnte deren Wirkungsgrad bei Beleuchtung mit einem Sonnensimulator (AM2) bis zu einem Faktor ca. 3 erhöht werden.

Der rapide Anstieg der Bevölkerung führt zu einer dramatischen Zunahme des Brennstoff- und Energiebedarfs. Längerfristig kann die nachhaltige Energieversorgung der Menschheit nur durch erneuerbare Energiequellen gewährleistet werden. Dies motiviert die Bemühungen um alternative, sauberere Brennstofftechnologien wie z.B. die Erzeugung von Wasserstoff. Diese Arbeit untersucht die Verbesserung der optoelektronischen Eigenschaften von Silizium Photokathoden, durch optische Nanostrukturen, die die Reflexion mittels optischer Resonanzen reduzieren. Wir konzentrieren uns dabei auf die Entwicklung von Nanostrukturen , die optische Konzepte wie Mie-Resonanzen und periodische Indexprofilierung nutzen. Um diese optischen Nanostrukturen zu realisieren, verwenden wir zwei Herstellungsverfahren. Die Verfahren werden durch einen iterativen Ansatz optimiert, um zu den Nanostrukturen mit den gewünschten optischen Eigenschaften zu gelangen. Die erste Art von Nanostrukturen gehört zur Klasse der Meta-Oberflächen (Metasurfaces) und wird durch Elektronenstrahl- Lithographie und Top-Down-Herstellung implementiert. Die optischen Spektren dieser Strukturen werden dann mit Hilfe von Simulation und Experimenten eingehend untersucht. Die zweite Art von Nanostrukturen basiert auf Änderungen des Brechzahlprofils von dielektrischen periodischen Nanostrukturen. Diese Strukturen werden durch Maskenlithographie mittels Polystyrol-Kugeln hergestellt. Auch bei diesen Strukturen werden die optischen Eigenschaften vermessen und ihre physikalischen Bedeutung mit Hilfe von numerischen Simulationen analysiert. Um den Einfluss dieser Strukturen auf die Kurzschlussstromdichten von Silizium Photokathoden zu demonstrieren, charakterisieren wir den Photostrom, der über einen Silizium-Elektrolyt-pn-Übergang mit und ohne Nanostrukturen gemessen wird. Zusammenfassend stellen wir einen Vergleich der Antireflexionseigenschaften der beiden entwickelten Strukturen sowie eine Verbesserung der photoelektrochemischen Funktionalität vor. Daraus leiten wir Ideen für zukünftige Oberflächendesigns ab, welche die noch bestehenden Nachteile beider Strukturen überwinden. / Global fuel and energy demands continue to increase due to the rapid rise in population and the dependence of this increasing population on exisiting energy resources for its sustainance. This has led to efforts in developing cleaner fuel sources such as hydrogen generation. This thesis focuses on demonstrating the optical benefit of nanostructures to improve the optoelectronic functioning of silicon photocathodes which aid in hydrogen generation via nanostructured antireflection. We lay our focus on the development of nanostructures which utilise optical concepts such as Mie type resonances based on metasurfaces and periodic index profiling. Computational design is used to obtain structure parameters for achieving desired effects. To implement these optical effects we take aid of two methods of fabrication. These fabrication methods are optimised via iterative trials to arrive at nanostructures of high quality. The first type of nanostructures belong to the metasurface class. These are implemented by e-beam lithography and top down processing. The optical spectra are then comapred with aid of simulation and experiments. The second type of nanostructures belong to the class of gradually varying periodic nanostructures. We obtain these via iterative fabrication using colloidal mask lithography. In a subsequent step we analyse experimentally their optical spectra and with aid of simulations analyse their physical implication. To demonstrate an optical benefit of these structures on enhancing the short circuit current densities of silicon photocathodes, we characterise the photocurrent measured across the silicon-electrolyte pn-junction with and without nanostructures and evaluate this increase. In conclusion, we provide a comparison of the antireflection properties offered by the two developed structures as well as in terms of improving photoelectrochemical environment. As an outlook, we propose ideas to overcome the existing drawbacks of both structures.