染料敏化奈米晶格太陽電池

染料敏化奈米晶格太陽電池

Dye-SensitizedNanocrystalline

SolarCell(DSSC)謝志先吳鳳技術(shù)學(xué)院電子工程系內(nèi)容大綱一、DSSC工作原理與結(jié)構(gòu)二、DSSC之優(yōu)缺點(diǎn)三、DSSC制程四、電性測試及應(yīng)用展示五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論DSSC之工作原理1.Dye+light

Dye*2.Dye*+TiO2

e-[TiO2]+Dye+3.e-[TiO2]+C.E.

TiO2+e-[C.E.]+energy4.?I3-+e-[C.E.]

3/2I-+C.E.DSSC之反應(yīng)流程1.Dye+light

Dye*2.Dye*+TiO2

e-[TiO2]+Dye+3.e-[TiO2]+C.E.

TiO2+e-[C.E.]+energy4.?I3-+e-[C.E.]

3/2I-+C.E.DSSC結(jié)構(gòu)TiO2物理及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且兼具無毒特性、親水性，廣泛的應(yīng)用于抑菌、殺菌、脫臭、自凈、防霉等方面。TiO2的應(yīng)用范疇1.TiO2材料的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且無毒性、相較其他材料或硅基太陽電池比較無環(huán)境污染之虞。2.相較硅太陽電池，原料成本低廉，制程簡易，制作成本低許多。3.可制成可饒式電池模組4. 具大尺寸、量產(chǎn)制程潛力。DSSC缺點(diǎn)1.轉(zhuǎn)換效率比硅基太陽電池低。2.染料激發(fā)態(tài)壽命不夠長，光電轉(zhuǎn)換效率目前尚低。DSSC

優(yōu)點(diǎn)DSSC制程

(以下所有照片均攝于本校實(shí)驗(yàn)室)Step1.

用天枰秤約1g的奈米TiO2結(jié)晶粉末。放入研缽中，加入數(shù)滴稀醋酸溶液，反覆研磨。加入些許的介面活性劑，直到獲得近似膏狀之均勻膠體懸浮即可。注：稀醋酸制備方式為將0.1mL的冰醋酸緩緩加入50mL的去離子水中。Step2.用三用電表量測導(dǎo)電玻璃之電阻。導(dǎo)電面阻值≒20~30Ω。（準(zhǔn)確值應(yīng)用四線量測法）Step3.把導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面朝上，用一般膠帶將其中三個(gè)邊貼著。再用沾有乙醇的棉花棒輕輕拭去表面指紋或是油污。Step4.將研磨完成之TiO2膏狀膠體懸浮液，以玻璃棒均勻的平鋪在導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上。膠帶的作用為控制薄膜的厚度。Step5.涂抹完成后小心的把膠帶移除。避免過于干燥后才撕去膠帶，以免破壞薄膜。Step6.用數(shù)位加熱攪拌器，將涂有TiO2薄膜之導(dǎo)電玻璃朝上以150度高溫加熱烘烤10~20分鐘。加熱過程中會(huì)因?yàn)橛袡C(jī)溶劑與介面活性劑被燒掉而呈淺棕色。Step7.加熱完成后將含有花青素之果汁，如藍(lán)莓、櫻桃、覆盆子等果汁，浸泡約半小時(shí)。TiO2薄膜會(huì)因吸附染料而改變其顏色。Step8.用水輕輕洗去TiO2薄膜表面殘留的果汁。再用乙醇緩緩