林俊彬臺灣大學:高分子科學與工程學研究所陳庭萱Chen, Ting-HsuanTing-HsuanChen2010-05-122018-06-292010-05-122018-06-292009U0001-0408200914423100http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/183149本研究的主要目的是探討染料共敏化現象在染料敏化太陽能電池中的影響。DSSC而言，光電轉換效率取決於染料可吸收的光波長範圍以及電子轉移速率。一般DSSC使用的染料主要光吸收範圍約在400nm-600nm，在紅光區的吸收表現已呈疲態。因此本研究欲利用混摻染料以達到延伸吸收光波長範圍，進而提昇DSSC的效率。驗上合成主要吸收波段為紅光區的酞花青染料bis(4-carboxypyridine)-phthalocyanainato) ruthenium(II)以及選用了常見的聯吡啶釕錯合物染料N719(cis-di(thiocyanato)-bis(2,2''-bipyridyl -4,4''-dicarboxylic acid)-ruthenium(II))以及，混摻製作共敏化DSSC。合成的酞花青染料(bis(4-carboxypyridine)-(phthalocyanainato) ruthenium(II) 與市售之N719作混摻後，發現成功提升了約為原來混摻前效率的10%，The main purpose of this research is to study co-sensitization in the dye-sensitized solar cell (DSSC) .or DSSC, photon-to-electron conversion efficiency is depending on the dye absorption spectrum and the shifting rate of electron from dye to electrode. The absorption UV-vis spectrum of dyes in DSSC is generally in 400nm-600nm region ,but it is weak beyond 600nm.Therefore ,in this study we blend dyes in order to extend the range of light absorption and improve the efficiency of DSSC further.he common phthalcyano ruthenium complex, bis(4-carboxypyridine)(phthalocyanainato) ruthenium(II) in near IR region are chosen to fabricate co-sensitized DSSC .ruthenuim complex, N719 (cis-di(thiocyanato)-bis(2,2''-bipyridyl -4,4''-dicarboxylic acid)-ruthenium(II)) in blue light region, and We want to extend light absorption and improve efficientcy by this process. he results reveal that the energy band of N719 and bis(4-carboxypyridine)(phthalocyanainato) ruthenium(II) can macth well.So the efficiency of DSSCs is enhancing near 10％.摘要 Ibstract II錄 III目錄 VI目錄 VIII1章 緒論 1-1 前言 1-2 太陽能電池的種類 2-2-1 矽晶太陽能電池(9)(10) 5-2-2 光化學太陽能電池 9-2-3 染料敏化太陽能電池 10-2-4 有機太陽能電池 14-3 光電轉換效率簡介 16-4 研究動機與目的 192章 實驗原理與文獻回顧 22-1 半導體簡介 22-1-1 能帶結構與費米能階 25-1-2 染料敏化太陽能電池原理 28-1-3 電子-電洞對的分離與傳輸 31-2 二氧化鈦 34-3 光敏化染料 35-3-1 染料工作原理 36-3-2 釕錯合物 38-4 電解質(40) 43-4-1 非水溶液電解液 44-4-2 固態電解液 45-4-3 擬固態電解液 45-5 反電極 463章 實驗設備與方法 47-1 實驗藥品與材料 47-2 實驗設備 48-3 實驗流程 49-3-1 實驗物品的預處理 49-3-2 酞花青釕錯合物染料 Bis(4-carboxypyridine)-phthalocyaninatoruthenium(II)之製備 50-3-2-1 PcRu之合成 50-3-2-2 Bis(4-carboxypyridine)-phthalocyaninatoruthenium(II)之合成 52-3-3 白金反電極之製備 54-3-4 二氧化鈦/染料薄膜電極製備 54-3-4-1 二氧化鈦薄膜之製備 54-3-4-2 二氧化鈦/N719染料薄膜電極製備 54-3-4-3 二氧化鈦/ Bis(4-carboxypyridine)-phthalocyaninatoruthenium(II)染料薄膜電極製備 55-3-4-4 二氧化鈦/N719/ Bis(4-carboxypyridine)-PcRu(II)染料薄膜電極製備 55-3-5 電解液之製備 56-3-6 染料敏化太陽能電池組裝 56-4 染料性質分析與測試 58-4-1 Bruker Avance-500 MHz 液態超導核磁共振儀 58-4-2 紫外光/可見光吸收光譜儀 (UV/Vis Spectrometer) 61-4-3 循環伏安儀 (Cyclic Voltammetry) 62-5 二氧化鈦薄膜性質分析與測試 62-5-1 高溫爐 62-5-2 傅立葉轉紅外線光譜儀 (FT-IR) 62-6 染料敏化太陽能電池效率測試 64-6-1 光電轉換效率量測系統 644章 實驗結果與討論 66-1 染料性質討論 66-1-1 Bis(4-carboxypyridine)-phthalocyaninatoruthenium(II) 氫核磁共振光譜圖 66-1-2 染料吸收光譜(UV-vis spectrum) 67-1-3 循環伏安圖(Cyclic Voltammogram) 68-1-4 葉轉換紅外光吸收光譜圖(FT-IR) 70-2 二氧化鈦薄膜性質討論 73-2-1 吸收光譜(UV-vis spectrum) 73-2-2 循環伏安圖(Cyclic Voltammogram) 75-2-3 傅立葉轉換紅外光吸收光譜圖(FT-IR) 77-3 染料敏化太陽能電池效率 815章 結論與建議 84-1 結論 84-2 建議 86考文獻 87application/pdf8475115 bytesapplication/pdfen-US染料敏化太陽能電池共敏化染料混摻釕錯合物dye-sensitized solar cellco-sensitizedblending dyephthalcyano ruthenium complexthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/183149/1/ntu-98-R96549019-1.pdf