染料應用於染料太陽能電池光學及電化學特性的鑑定

The Studies Of Various Dyes For Dye-sensitized Solar Cell

陳玉芳(Yu-Fang Chen)

指導教授 ： 楊重光

國立臺北科技大學/工程學院/化學工程研究所/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2008.00144

摘要

本論文以光學測試儀器檢測染料的光學特性，並藉由光學特性選定染料可作為染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cell，以下簡稱DSSC)中的染料敏化劑之主體，再搭配其他染料進行染料敏化劑的混合，於染料混合後進行電化學特性的檢測，以光學特性及電化學特性比較DSSC性質差異。 首先以紅外線光譜儀(Fourier-Transform Infrared Spectrometer ，FT-IR)檢測染料，選定具有可與TiO2鍵結官能之染料作為染料敏化劑主體，並以原位傅立葉散射–反射紅外光譜儀(原位傅立葉散射－反射紅外光譜技術(in situ Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy, in situ DRIFTS)觀察染料敏化劑於吸附TiO2前後的官能基變化。再以UV-visible檢測染料敏化劑粉狀、溶液狀及吸附於TO2上的吸收波長與波型變化，並藉由UV-visible吸收波長推算染料的能隙(Band gap)。 染料敏化劑經光學測試後，進行循環伏安法 (Cyclic Voltamogram，CV)測得氧化電位(HOMO)，再由UV-visible求得的能隙計算得到染料敏化劑之還原電位(LUMO) ，藉此評估染料敏化後電子能階的跳躍能力。 染料敏化劑製作成DSSC，進行光電轉效率測試，於其結果中發現，以Phthalocyanine作為染料敏化劑主染料，添加適量的Oil Red O可使DSSC光電轉換效率較未添加Oil Red O前表現較佳。

關鍵字

染料太陽能電池 ； 鈦菁染料光敏性染料二氧化鈦

並列摘要

This thesis is designed to study the effects of various dyes to the electrochemistry properties of solar cell and compare the differences in efficiency between pure and mixed dyes.
The interaction of dyes with TiO2 was monitored by Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy (DRIFTS).
Pure phthalocyanine and mixture of phthalocyanine with Oil Red O as sensitize are compared with their power conversion efficiency. From the results, we find the efficiency of pure dye is 0.03%, which is less than mixture 0.048%.

並列關鍵字

dye-sensitized solar cell ； phthalocyanine ； dye-sensitization ； Titanium dioxide

參考文獻

[2]Fujishima A,Honda K, Nature, 1972,238,37.

[6]M. Grätzel, K. Kalyanasundaram, Curr. SCi. 66, 706 (1994)

[7]M. Grätzel, AIP Conf. Proc. 404, 119 (1997)

[9]Hagfeldt A, Graetzel M, Chem. Rev., 1995, 95, 49

[10]Nazeeruddin M K, Graetzel M, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 6382.