臺灣博碩士論文加值系統

在1991年，瑞士的M. Grätzel教授在Nature期刊發表關於染料敏化太陽能電池 (Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)的論文後，即引起許多科學家的興趣，後續相關的研究如雨後春筍般的展開。而製備這種電池時，是將奈米粒徑的TiO2粉體塗在透明導電玻璃上，做成光陽極，利用奈米級粉體形成的薄膜，吸附染料分子，再搭配鍍有白金觸媒的導電玻璃做為陰極，並在兩個電極中充填電解液，經過封裝後，即成為太陽能電池。

本篇論文主要是針對DSSCs中的染料分子進行研究。我們以black dye作為模板，設計出新型的三牙配位基。藉由在terpyridine上修飾不同的延伸共軛官能團，達到吸收光譜紅位移以及提高消光係數等目的。並引入疏水端長碳鏈增加溶解度，並進而提升元件的長效穩定性。最後，在元件上可達10.3%的光電轉換效率。

目錄 I
圖目錄 IV
表目錄 VII
第一章、緒論 1
第一節、前言 1
第二節、DSSC的結構與工作原理 3
第三節、DSSC元件的相關參數 9
第四節、DSSC染料發展 15
第五節、DSSC電解質介紹 27
第六節、研究動機 32
第二章、實驗部分 35
第一節、試劑與藥品 35
第二節、分析技術及元件組裝 35
1.核磁共振光譜儀《Nuclear Magenetic Resonance，NMR》 35
2.質譜分析《Mass Spectroscopy，MS》 36
3.元素組成分析《Elemental Analysis，EA》 36
4.紫外可見光光譜儀《Ultraviolet-Visible Spectroscopy，UV-VIS》 36
5.循環伏特計量法《Cyclic Voltametry，CV》 37
6.螢光光譜儀《Fluorescence Spectroscopy，PL》 37
7.理論計算方法 37
8.電池組裝與元件量測 37
第三節、染料的合成 40
1.配位基的合成 40
合成(L1) 40
合成(L2) 44
合成(L3) 47
合成(L4) 50
合成(L5) 55
合成(L6) 57
合成(L7) 60
合成(L8) 63
合成diethyl 6-bromo-2,2'-bipyridine-4,4'-dicarboxylate 64
2.釕金屬錯合物的合成 68
合成[NBu4][Ru(L1)(NCS)3] (1a) 68
合成[NBu4][Ru(L2)(NCS)3] (2a) 70
合成[NBu4][Ru(L3)(NCS)3] (3a) 72
合成[NBu4][Ru(L4)(NCS)3] (4a) 73
合成[NBu4][Ru(L5)(NCS)3] (5a) 75
合成[NBu4][Ru(L6)(NCS)3] (6a) 77
合成[NBu4][Ru(L7)(NCS)3] (7a) 79
合成[NBu4][Ru(L8)(NCS)3] (8a) 80
第三章、結果與討論 83
第一節、染料1a ~ 8a的合成與鑑定 83
第二節、染料的光物理性質 87
2-1染料1a ~ 4a、N749的光物理比較 87
2-2染料1a、2a、6a、7a的光物理比較 90
2-3染料5a、8a的光物理比較 92
第三節、染料1a ~ 8a的電化學性質 94
第四節、DFT理論計算與結果探討 99
第五節、染料1a ~ 8a元件製備與探討 110
第四章、結論 121
第五章、參考文獻 122

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