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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林美佳
研究生(外文):Mei-Chia Lin
論文名稱:銅硫化物Cu2-xS量子點之合成及在敏化太陽能電池上的應用
論文名稱(外文):Synthesis of silver chalcogenides-Cu2-xS quantum dots for applications in solar cells
指導教授:李明威李明威引用關係
指導教授(外文):Ming-Way Lee
口試委員:王國禎李文獻
口試日期:2011-07-19
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:奈米科學研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:硫化銅量子點敏化太陽能電池連續離子層沉積法
外文關鍵詞:CuSquantum dotsdye-sensitized solar cellsSILAR
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本研究提出低成本、無毒害的光吸收材料─銅硫化物Cu2-xS (x = 1, 0.03)並且以簡易合成方式應用到量子點敏化太陽能電池(QDDSC)中。本實驗採用硫化銅量子點(Cu2-xS quantum dots,Cu2-xS QDs)作為光敏化劑以連續離子層沉積反應法(Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction method-SILAR)合成量子點組裝到二氧化鈦(TiO2)電極上,做為敏化太陽能電池的光電極。並且使用二氧化鈦緊密層、塗佈二氧化鈦散射層(TiO2 scattering layer)、退火處理(anneal)與硫化鋅塗層(ZnS coating)以提升電池轉換效率。最佳的電池轉換效率為0.65%,開路電壓為0.14 V,短路電流為22.9 mA/cm2,填充因子為20.2%。以金電極取代鉑對電極可以得到更高的電池轉換效率為0.90%,開路電壓為0.17 V,短路電流28.1 mA/cm2,填充因子為18.9%。發現改用金當對電極可提高電池轉換效率約為38%。Cu2-xS的結晶性和形態以X-ray繞射(XRD)和穿透式電子顯微鏡(TEM)分析。其光學特性藉由紫外-可見光光譜儀(UV-Vis spectroscopy)分析。

We study copper sulfide (Cu2-xS), a low-cost and non-toxic light absorbing material and apply to the quantum dot-sensitized solar cells (QDDSC). The copper sulfide quantum dots (QDs) were synthesized on a nanoporous TiO2 electrode by the successive ionic layer adsorption and reaction method (SILAR). To improve efficiency, passivation treatments including a TiO2 under layer ,a ZnS coating and additional treatments including annealing, a TiO2 scattering layer and an Au counterelectrode were used. The best cell yields a short-circuit current of 22.9 mA/cm2, an open circuit voltage of 0.14 V, a fill factor of 20.2% and a power conversion efficiency of 0.65%. By replacing the platinum count erelectrode with a gold electrode, the performance improves to conversion efficiency 0.90%, open circuit voltage 0.17V, short-circuit current 28.1mA/cm2 and fill factor 18.9%. The efficiency of gold-electrode cells are ~ 38% higher than that of the Pt electrode cells. The crystallinity and morphology were characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The optical properties of these Cu2-xS QDs were characterized by UV-vis spectroscopy.

第一章 緒論………………………………………………………………1
1-1前言……………………………………………………………………1
1-2研究動機………………………………………………………………4
第二章 實驗原理與文獻回顧……………………………………………6
2-1DSSC工作原理………………………………………………………6
2-2DSSC/QDDSC組成結構……………………………………….......9
2-2-1透明導電玻璃………………………………………………………9
2-2-2光電極(二氧化鈦電極-TiiP、TiO2、SCL)……………………...10
2-2-3光敏化劑(染料分子/量子點)………………………………........11
2-2-4電解液…………………………………………………………...13
2-2-5金屬對電極……………………………………………………...14
2-2-6DSSC量測光源………………………………………………....15
2-2-7DSSC電壓-電流量測特性…………………………………… 17
2-3量子點的特性……………………………………………………20
2-3-1量子侷限效應…………………………………………………20
2-3-2衝擊離子化效應與歐傑再結合效應…………………………21
2-4量子點合成………………………………………………………22
2-5 QDDSC發展現況………………………………………………23
第三章 實驗製程……………………………………………………26
3-1實驗儀器…………………………………………………………26
3-2實驗藥品…………………………………………………………27
3-3DSSC I-V曲線量測系統………………………………………...28
3-4EQE光譜量測……………………………………………………30
3-5製作QDDSC步驟流程…………………………………………..32
3-5-1FTO基板處理與清洗………………………………………… 33
3-5-2TiiP溶液製作…………………………………………………33
3-5-3TiO2 paste……………………………………………………34
3-5-4合成Cu2-xS QD光電極………………………………………35
3-5-5配製電解液……………………………………………………36
3-5-6製作對電極……………………………………………………37
3-5-7電池封裝………………………………………………………38
第四章 結果討論……………………………………………………40
4-1Cu2-xS形態與光學分析……………………………………….40
4-1-1TEM形態分析…………………………………………………40
4-1-2XRD分析………………………………………………………40
4-1-3UV-Vis光學特性分析………………………………………...43
4-2 Cu2-xS量子點敏化太陽能電池的效能分析………………....45
4-3 Cu2-xS量子點敏化太陽能電池的量子效率分析……………64
第五章 結論………………………………………………………...65
參考文獻 ……………………………………………………………66

1.H. Tsubomura, M. Matsumura, Y. Nomura and T. Amamiya, Nature 261, 402 (1976)
2.B. O’regan and Michael Grätzel, Nature 353,737 (1991)
3.M. K. Nazeeruddin, F. D. Angelis, S. Fantacci, A. Selloni, G. Viscardi, P. Liska, S. Ito, B. Takeru and Michael Grätzel, J. Am. Chem.Soc. 127, 16835 (2005)
4.Y. L. Lee, Y. S. Lo, Adv. Funct. Mater. 19, 604–609 (2009)
5.Y. Zhao, H. Pan, Y. Lou, X. Qiu, J. Zhu and C. Burda, J. Am. Chem. Soc. 131,4253-4261 (2009)
6.P. Lukashev, R. W. L. Lambrecht, T Kotani., M. van Schilfgaarde, Phys. ReV. B 76, 195202/1–195202/14 (2007)
7.C. H. An , S. T. Wang, J. He, Z. X. Wang, J. Cryst. Growth 310,266–269 (2008)
8.L. Chen, Y. B. Chen, L. M. Wu, J. Am. Chem. Soc. 126, 16334–16335 (2004)
9.M. Page, O. Niitsoo, Y. Itzhaik, D. Cahen and Gary Hodes, Energy Environ. Sci 2, 220-223 (2009)
10.M. Grätzel, Nature 414, 338−344 (2001)
11.陳佳靜, 國立中興大學物理所碩士論文 (2008)
12.Y. Luo, D. Li and Qi. Meng, Adv. Mater, 21,4647-4651 (2009)
13.林義成, 國立彰化師範大學機電系/顯示所 (2005)
14.X. F. Gao, H. B. Li, W. T. Sun, Q. Chen, F. Q. Tang and L. M. Peng, J. Phys. Chem. C 113,7531-7535 (2009)
15.李德龍, 國立中興大學物理所碩士論文 (2007)
16.蔡進譯, 物理雙月刊,廿七卷五期 (2005)
17.S. H. Choi, H. Song, I. K. Park, J. H. Yum, S. S. Kim, S. Lee, Y. E. Sung, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 179, 135–141 (2006)
18.C. H Chang and Y.L Lee, Applied Physics Letters 91, 053503 (2007)
19.Peng Wang, Shaik M. Zakeeruddin, Pascal Comte, Raphael Charvet, Robin Humphry-Baker, and Michael Grätzel, J. Phys. Chem. B 107, 14336-14341 (2003)
20.M. A. Yildirim, A. Ates, A. Astam, Physica E 41,1365-1372 (2009)


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