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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐瑞苓
研究生(外文):JUI-LING HSU
論文名稱:含苯並[f]並三唑之 D-π-A共軛型光敏染料及其染敏太陽能電池
論文名稱(外文):2H-Naphtho[2,3-d][1,2,3]triazole Containing D-π-A Conjugated Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells
指導教授:嚴詠聖
指導教授(外文):Yung-Sheng Yen
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:含苯並[f]並三唑有機光敏劑染敏太陽能電池D–π–A′–π–A有機染料
外文關鍵詞:dye-sensitized solar cellsorganic sensitizer2H-Naphtho[23-d][123]triazoleD–π–A′–π–Aorganic dye
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目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 IV
表目錄 VI
第1章、 緒論 1
1-1、前言 1
1-2、太陽光譜與輻射 1
1-3、太陽能電池介紹 4
1-4、太陽能電池電壓–電流輸出參數及特性說明 12
1-5、染料敏化太陽能電池Dye-sensitized solar cells (DSSCs) 14
1-6、研究動機 26
第2章、 實驗方法與過程說明 31
2-1、實驗儀器 31
2-2、藥品名稱與縮寫 32
2-3、合成流程 34
第3章、 結果與討論 57
3-1實驗合成與反應機構探討 57
3-2、染料物性之探討 62
第4章、 結論 74
參考文獻 75
附圖 80

圖目錄
圖 1-1、太陽光譜圖 3
圖 1-2、空氣質量(Air Mass)示意圖 3
圖 1-3、太陽能電池種類 5
圖 1-4、矽薄膜太陽能電池模組製程 7
圖 1-5、CIGS太陽能電池組成 8
圖 1-6、Gratzel cell機制圖 10
圖 1-7、鈣鈦礦結構 11
圖 1-8、鈣鈦礦的製程法 11
圖 1-9、短路電流與開路電壓示意圖 13
圖 1-10、電流與電壓曲線圖 14
圖 1-11、染敏太陽能電池組成 16
圖 1-12、二氧化鈦與染料分子鍵結 17
圖 1-13、 N3、N719及Black Dye結構效能 19
圖 1-14、Z907 結構 19
圖 1-15、C101及CYC-B11結構 20
圖 1-16、YD2-o-C8及Y123結構 20
圖 1-17、 SM371及SM315結構 21
圖 1-18、 C279、C280及C281結構 22
圖 1-19、ADEKA-1與LEG4結構 22
圖 1-20、能階示意圖 23
圖 1-21、染料敏化太陽能電池機制 26
圖 1-22、Donor-π-acceptor 示意圖 26
圖 1-23、為S系列結構圖 27
圖 1-24、BTD-base染料結構 28
圖 1-25、NTz與NTD系列結構 29
圖 1-26、NTz-3、NTz-4、NTz-5結構圖 30
圖 2-1、輔助電子受體之合成 34
圖 2-2、電子予體合成 36
圖 2-3、π-spacer 合成步驟 39
圖 2-4、DTP 合成步驟 41
圖 2-5、DTS合成步驟 42
圖 2-6、CPDT 合成步驟 43
圖 3-1、stille coupling 機制 58
圖 3-2、vilsmeier-Haack-Arnold 機制 59
圖 3-3、Knoevenagel condensation reaction 機制 59
圖 3-4、Kumada coupling reaction 機制 60
圖 3-5、Buchwald-Hartwig coupling reaction 機制 61
圖 3-6、Wolff–Kishner reduction 機制 61
圖 3-7、紫外光-可見光吸收光譜圖 63
圖 3-8、循環伏安圖 64
圖 3-9、IPCE 圖 66
圖 3-10、J-V 曲線圖 67
圖 3-11、EIS 圖 69
圖 3-12、染料二面角理論計算圖。 70
圖 3-13、理論計算之染料前緣軌域 71
圖 3-14、NTz系列染料之Mulliken charge 變化 72

表目錄
表 1-1、 NTz與NTD比較 29
表 3-1、染料電化學參數 63
表 3-2、NTz系列染料元件量測數據 68
表 3-3、NTz系列染料的含時密度泛涵理論計算數據。 73
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(b)Mathew, S.; Yella, A.; Gao, P.; Humphry-Baker, R.; Curchod, B.; Ashari-Astani, N.; Tavernelli, I.; Rothlisberger, U.; Nazeeruddin, M.; Gratzel, M. Nat. Chem. 2014, 6, 242.
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67.Qi, Q.; Wang, X.; Fan, L.; Zheng, B.; Zeng, W.; Luo, J.; Huang, K.; Wang, Q.; Wu, J. Org. Lett. 2015, 17, 724−727.
68.Li, C.-T.; Wu, F.-L.; Lee, B.-H.; Yeh, M.-C. P.; Lin, J.-T. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 43739−43746.
69.Lin, L. Y.; Tsai, C. H.; Wong, K. T.; Huang, T. W.; Hsieh, L.; Liu, S. H.; Lin, H. W.; Wu, C. C.; Chou, S. H.; Chen, S. H.; Tsai, A. I. J. Org. Chem. 2010, 75, 4778−4785.
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