跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.192.48.196) 您好!臺灣時間:2024/06/23 19:35
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:曾柏翔
研究生(外文):Bo-Shiang Tseng
論文名稱:利用奈米柱二氧化鈦緻密層改善染料敏化太陽能電池電流密度之研究
論文名稱(外文):Investigation of Improved Short-Circuit Density in Dye Sensitized Solar Cells by Nano-Columnar TiO2 Compact Layer
指導教授:陳隆建陳隆建引用關係
指導教授(外文):Lung-Chien Chen
口試委員:林瑞明藍文厚
口試日期:2009-06-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:光電工程系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:緻密層染料敏化太陽能電池鋅酞釕錯合物
外文關鍵詞:Compact layerDye sensitized solar cellsZnPcRuthenium complex
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:175
  • 評分評分:
  • 下載下載:2
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文以濺鍍法備製奈米柱二氧化鈦緻密層與多孔性二氧化鈦作為染料敏化太陽能電池之光電極,實驗中我們先以鋅酞菁作為染料,調整二氧化鈦之膜厚與摻雜、電解液之調配及對電極之選擇,使太陽能電池具有最優化的表現,其後,再以釕錯合物(N3)為染料,使電池發揮最大的效能。
實驗結果顯示摻雜金奈米粒子之二氧化鈦膜厚約為15μm、電解液為碘與碘化鋰共摻、對電極為鉑電極,可使電池有最佳的光電轉換效率(η=16.0%, AM 1.5 10mW/cm2 ),值得注意的是,未加入緻密層之光電流密度為5.86 mA/cm2,加入後,光電流密度增加至9.0 mA/cm2,整體效能提升了61.45%,歸究其原因為此緻密層為排列整齊之圓柱狀結構,有利於形成有效連續的電子通道,減少逆反應的產生,進而增加光電流密度及光電轉換效率。
This work discusses the nano-columnar TiO2 compact layer by sputtering and the porous TiO2 film utilizing spin-coating method as the photoelectrode of dye sensitized solar cells (DSSCs). In our studies , optimizing the DSSCs parameters contained dye molecule (Zinc phthalocyanine, ZnPc), the thickness of porous TiO2 film with doped nano particles, electrolyte and counter electrode. Further, Ruthenium complex (N3) substituted for ZnPc to make DSSCs devices , which had enhanced performance due to higher absorption of N3.
The experimental results indicated GNPs-doped TiO2 film (approximately 15μm), co-doped electrolyte (I2 and LiI) and Platinum-sputtered counter electrode were optimized solar energy-to-electricity conversion efficiency (about 16.0%, under AM 1.5, 10mW/cm2 ). It note that the photocurrent density was from 5.86 mA/cm2 to 9.0 mA/cm2 and the overall efficiency improved by 61.54%, respectively. This can be attributed to the effective electronic pathways of TiO2 compact layer which reduced back reaction by blocking the direct contact between redox electrolyte and the conductive substrate.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 序論 1
1.1 前言 1
1.2 太陽能電池發展 1
1.3動機與目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1太陽能電池工作原理 3
2.2太陽能電池持性 5
2.2.1太陽能電池之等效電路 5
2.2.2太陽能電池輸出特性曲線及參數 5
2.3染料敏化電池之結構 7
2.3.1透明導電膜 7
2.3.2光電極 7
2.3.3染料 8
2.3.4電解質溶液 8
2.3.5對電極 9
第三章 實驗方法 10
3.1 實驗材料與儀器 10
3.2 實驗設備 11
3.2.1 旋轉塗佈機(Spin coater) 11
3.2.2 快速退火爐(Rapid thermal anneal) 11
3.2.3 表面輪廓儀(Alpha step) 11
3.2.4 直流濺鍍機(DC sputter) 12
3.2.5 掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope, SEM) 12
3.2.6 X光繞射儀(X-ray diffractometer) 13
3.3 實驗流程 14
3.3.1 清洗基板 14
3.3.2 TiO2凝膠製備 14
3.3.3 製備TiO2光電極與染料吸附 14
3.3.4 染料溶液的製備 14
3.3.5 對電極的製備 15
3.3.6 電解液的製備 15
3.3.7 組裝 15
3.4 量測系統架設 15
3.4.1 穿透光譜量測系統 15
3.4.2 電流電壓曲線量測及效率程式 16
3.4.3 IPCE量測系統 16
第四章 實驗結果與討論 17
4.1 光電極分析 17
4.1.1 XRD分析 17
4.1.2 SEM分析 18
4.1.3光電極厚度之探討 18
4.1.4光電極摻雜之探討 18
4.2 對電極選擇 19
4.3 電解液調配及探討 19
4.4 二氧化鈦奈米柱緻密層之探討 20
4.4.1 XRD分析 20
4.4.2 SEM分析 20
4.4.3穿透光譜分析 20
4.4.4暗電流分析 21
4.4.5 IPCE分析 21
4.4.6 光電流曲線圖 22
第五章 結論 23
參考文獻 25
[1]工業材料 國太陽光電發展可期 郭禮青 203期137-142
[2] B. O’ Regan, M. Gratzel, Nature 353 (1991) 737.
[3] N.G. Park, J. van de Lagemaat, A.J. Frank, J. Phys. Chem. B 104 (2000) 8989.
[4] M.Y. Song, D.K. Kim, K.J. Ihn, S.M. Jo, D.Y. Kim, Nanotechnology 15 (2004) 1861.
[5] S. Anadan, Curr. Appl. Phys. 8 (2008) 99.
[6] J.Y. Kim, I.J. Chung, J.K. Kim, J.-W. Yu, Curr. Appl. Phys. 6 (2006) 969.
[7]崔孟晉,工業材料雜誌257期
[8]李元智,工業材料雜誌255期
[9] M. Grätzel﹐Nature 2001﹐414﹐338–344.
[10] M. Grätzel﹐J. Photochem. and Photobio. A:Chem. 2004﹐164﹐3–14.
[11] A. Hagfeldt and M. Grätzel﹐Chem. Rev. 1995﹐95﹐49–68.
[12] K. Kalyanasundaram and M. Grätzel﹐Coord. Chem. Rev. 1998﹐177﹐347–414.
[13] M. Grätzel, Current Opinion in Colloid and Interface Science, 1999﹐4﹐314–321.
[14] Cahen et al.﹐J.Phys.Chem. B 2000﹐104﹐2053–2059.
[15] A. Fujishima et al.﹐Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004﹐81﹐197–203.
[16] Shogo Nakade﹔Yohei Makimoto﹔Wataru Kubo﹔Takayuki Kitamur﹔Yuji Wada and Shozo Yanagida, J. Phys. Chem. B
[17]Durrant, J. R. , Haque, S. A. Nature Mat. 2003, 2, 362-363
[18] M. Y. K. Song, D. K., S. M. Jo, D. Y. Kim. Synth. Met 155(2005), 635
[19] K. D. Hara, C. Kasada, Y. Ohga, A. Shinpo, S. Suga, K. Sayama, H. Arakawa. Langmuir 20(2004), 4205
[20] K. T. Y. Hara, Y. Ohga, A. Shinpo, S. Suga, K. Sayama. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 77(2003) 89
[21] C. N. klein, K. Md, P. LisKa, D. Di Censo, N. Hirata, E. Palomares, J. R. Durrant, M. Gratzel. Inorg. Chem. 44(2005), 178
[22] M. Gratzel. Inorg. Chem. 44(2005),6841
[23] C.P. K. Wang, R. Humphry-Baker, S. M. Zakeeruddin, M. Gratzel. J. Am. Chem. Soc 127(2005),808
[24] I.T. A. Stergiopoulos, M. Kalbac, I. Lukes, P. Falaras. J. Mater. Process. Technol. 161(2005),107
[25] G. wolfbauer, A. M. Bond, J. C. Eklund, D. R. Macfarlane. Sol. Energy Mater. And sol. Cells 70(2001)85
[26] 汪建民,材料分析,中國材料科學學會
[27]N. –G. Park, J. van de Lagemaat, A. J. Frank., J. Phys. Chem. B,2000, 104(38), 8989
[28] D. Jiménez, X. Cartoixà, E. Miranda, J. Suñé, F.A. Chaves and S. Roche, Nanotechnology 18 (2007), p. 025201.
[29] C. C. Wang, J. Y. Ying. Chemistry of materials 11,3113,1999
[30] N. –G, Park, J. van, de Lagemaat and A. J. Frank. J. Phys. Chem. B
[31]K. M. Lee, C. W. Hu, H. W. Chen, K. C. Ho. Sol. Energy Mater. Sol. Cells
[32]Y. H. Su, W. H. Lai, L. G. Teoh, M. H. Hon, J. L. Huang. Appl. Phys. A 88(2007), 173
[33]B.-K. Lee, J. -J. Kim. Curr. Appl. Phys. 9(2009) 404
[34]X. Fang, T. Ma, G. Guan, M. Akiyama, T. Kida, E. Abe. Journal of Electroanalysis Chemistry
[35] J. N. Hart, D. Mezies, Y. –B. Cheng, G. P. Simon. L. Spiccia, C. R. Chim. 9(2006), 622.
[36] S. Ito, P. Liska, P. Comte, R. charvet, P. Pechy, U. Bach, L. Schmidt-Mende, S. M. Zakeeruddin, A. Kay, M. K. Nazeeruddin, M. Graetzel. Chem. Commun. (2005) 4351
[37] Y. Diamant, S. G. Chen, O. Melmed, A. Zaban. J. Phys. Chem. B 107(2003)1977.
[38] I. Bedja, P. V. Kamat, A. G. Lapin, S. Hotchandani. Langmuir 13 (1997),2398
[39] S. Y. Huang, G. Schlichthorl, A. J. Nozik, M. Gratzel, A. J. Frank. J. Phys. Chem. B 101 (1997) 2576
[40] H. Greijer, J. Lindgren, A. Hagfeldt. J. Phys.Chem. B 105 (2001) 6314
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊