梁 文 傑Leung, Man-kit臺灣大學:化學研究所王藝蓉Wang, Yi-RongYi-RongWang2010-06-302018-07-102010-06-302018-07-102008U0001-2907200800385700http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187471本論文主要是探討具有羧酸基團不對稱苝環小分子之光電行為。建構以苝環為主體的小分子，在苝環7號位置引入苯甲酸基團，1號位置引入電子豐盈之芳香族取代基，以增加苝環中心電子密度，提高電子轉移至二氧化鈦導帶的機率，並觀察取代基效應對該分子之光物理特性以及電化學行為的影響。 由於該系列化合物具有可見光良好吸收的特性，可以作為染料敏化太陽能電池(DSSC)元件中的染料。此外，羧酸基團的修飾可增強與二氧化鈦之間的作用力，期能有助於提升太陽能電池元件的效率。In this thesis, a series of unsymmetrical small molecules containing perylene bisdiimide (PDIs) with carboxylic acid functional group was synthesized. Benzoic acid was connected to perylene bisdiimide at 7 position to form the binding with TiO2 and electron-rich aromatic function group was connected to perylene bisdiimide at 1 position to increase electron density of perylene core. The substituent effects on the photophysical and electrochemical properties of these unsymmetrical aryl-substituted perylene diimides have been carefully studied. Because of the properities of broadening visible absorption spectrum of these molecules, we use these molecules as the dye of Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC).目錄……………………………………………………………………I文摘要……………………………………………………………IV文摘要……………………………………………………………V目錄…………………………………………………………………VI目錄………………………………………………………………IX程目錄………………………………………………………………XII合物之結構式與編號……………………………………………XIIh一章 序論…………………………………………………………1 1-1 前言…………………………………………………………1 1-2 太陽能電池簡介…………………………………………2 1-2.1 矽太陽能電池……………………………………4 1-2.2 無機化合物半導體電池…………………………5 1-2.3 有機化合物太陽能電池…………………………5 1-2.4 染料敏化太陽能電池(DSSC) ……………………5 1-3 光觸媒簡介…………………………………………………6 1-4 染料敏化太陽能電池………………………………………8 1-4.1透明導電極(FTO) …………………………………9 1-4.2 工作電極……………………………………………10 1-4.3 光敏化劑……………………………………………10 1-4.4電解質……………………………………………14 1-4.5對電極……………………………………………17 1-4.6 染料敏化太陽能電池的優點……………………21 1-4.7評價性能參數……………………………………21 1-4.7.1短路電流…………………………………22 1-4.7.2開路電壓…………………………………22 1-4.7.3充填因子FF………………………………23 1-4.7.4光電轉換效率……………………………23 1-4.7.5外部量子效率……………………………24 1-5太陽光譜…………………………………………………24 1-6大氣質量…………………………………………………25二章 結果與討論…………………………………………………27 2-1 合成策略、結果與討論…………………………………27 2-1-1前言…………………………………………27 2-1-2 分子設計、合成與結果……………………28 2-1-3 性質探討……………………………………41 2-1-3-1 光學性質之探討……………………41 2-1-3-2 電化學性質探討…………………48三章 元件製備實驗部份…………………………………………52 3-1實驗藥品………………………………………………52 3-2實驗方法………………………………………………53 3-2-1 TiO2膠體溶液配製…………………………53 3-2-2 TiO2電極製備………………………………53 3-2-3染料吸附……………………………………54 3-2-4對電極製備……………………………………54 3-2-5電解液製備……………………………………54 3-2-6電池封裝……………………………………55 3-3 元件之結果與討論……………………………………56四章 結論……………………………………………………71五章 實驗部份……………………………………………………72 5-1 實驗儀器和藥品……………………………………72 5-2 合成步驟……………………………………………74六章 參考文獻…………………………………………………100圖Ⅰ：小分子化合物之溶液態循環伏安圖……………………104圖Ⅱ ：元件的相關資料整理圖……………………………………108錄Ⅲ：化合物之核磁共振光譜…………………………………117896478 bytesapplication/pdfen-US苝環染料敏化太陽能電池PeryleneDye-Sensitized Solar Cellsthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187471/1/ntu-97-R95223067-1.pdf