新式光-電致變色元件

A novel photovoltaic-powered device

陳昭文(Chao-Wen Chen)

指導教授 ： 段葉芳

國立臺北科技大學/工程學院/化學工程研究所/碩士(2008年)

摘要

本研究發展一個新的智慧窗元件系統。元件由兩個部份結合而成，其一由聚二氧乙烯噻吩等噻吩高分子做為對電極組成的染料敏化太陽能電池系統，另一部份由聚二氧乙烯噻吩和聚苯胺及其衍生物所組成的互補式電致變色元件，我們也使用膠態電解質加入電致變色元件，做為取代液態電解質的角色。本研究原理利用太陽能電池經由陽光照射後所產生之光電流，使得在外電路的電致變色元件產生由深色至接近透明的顏色變化，達到自給能量的智慧窗效果。電池對電極及變色元件膜的製作在本研究中採取電化學聚合方式製作，搭配適合大面積制作之噻吩系列高分子作為太陽能電池之反電極，期望製作出一循環操作穩定、廉價、具實用性之光-電致變色元件系統。
實驗中分別對所製作之薄膜和液態及膠態之變色元件進行循環伏安法及紫外/可見光光譜儀、紅外線光譜儀、掃瞄式電子顯微鏡…等來鑑定其薄膜及元件的電化學、光學、化學性質，以及薄膜表面形貌和元件操作特性，最後在適當的操作電壓下進行模擬壽命測試，結果證明元件在反覆使用後仍有高的穿透率變化量；而對太陽能電池的反電極部份我們將進行電化學性質量測以及效率測試，實驗結果證明實驗所使用的高分子反電極和昂貴的鉑電極同樣具有氧化還原電解質的能力，並與使用鉑電極之電池效率相去不遠。

關鍵字

染料敏化太陽能電池 ； 對電極 ； 互補式電致變色元件 ； 噻吩

並列摘要

We developed a novel system as smart window. This system is consist of two parts, the first part is DSSC. Another part is the complementary electrochromic systems, consist of PEDOT and aniline/metanilic acid. In this device we also replaced the electrolyte by gel electrolyte. In this article we made the electrochromic system work by the photo-current, which is generated by DSSC., the color of electrochromic system would be from dark blue to colorless. In this article we make all the films we use by electrochemical polymerization.
We exam all the films and devices with cyclic voltammetry、UV-Vis、FT-IR and SEM, in order to identify the property of electrochemistry、optic、chemistry and surface profile of films and devices. Finally we did the lifetime test for electrochromic device with a appropriate voltage. After a long-time test, the Electrochromic device also had high transmittance；for DSSC, we do the test for electrochemistry and efficiency, after test we find that all the polymer counter-electrode have the same redox ability with Pt electrode, and they do the similar performance of efficiency.

並列關鍵字

Dye-sensitized Solar Cell ； counter-electrode ； Complementary Electrochromic Systems ； thiophene

參考文獻

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