染料敏化奈米太陽能電池之光電極製作與影響效率分析

Fabrication of Photoelectrode for Dye-sensitized Nano Solar Cells and their Efficiency Analysis

林俊仁(Jun-Ren Lin)

指導教授 ： 丁振卿

國立臺北科技大學/機電學院/製造科技研究所/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2008.00180

摘要

本論文主要針對染料敏化奈米太陽能電池DSSC的奈米二氧化鈦多孔膜光電極進行製程研究與影響DSSC光電效率分析。光電極製作技術主要有塗佈法與噴霧法兩種，而探討的問題有燒結溫度與時間，還有多孔膜之透光率等對光電轉換效率的影響。此外，本論文還對溫度造成DSSC之光電轉換效率影響進行實驗量測，及探討電解質層之最佳厚度。實驗中自行製作噴霧箱，以多次噴霧的方式製作TiO2多孔膜，取代傳統的刮刀塗佈法，達到快速製作及容易控制膜厚或膜之透光率的目的，當藉由噴霧法所製作的奈米TiO2多孔膜燒結溫度越高時，其光電轉換效率也越好，燒結時間越長，DSSC光電轉換效率越佳，整體之效果，噴霧塗佈法有較優於刮刀塗佈法的效果。另外，以噴霧塗佈製作光電極時，在約50\%的透光率有最佳效率。在DSSC受溫度影響研究上，本研究工作自行架設一以水控溫之恆溫系統以控制太陽能電池溫度，控制量測溫度在約5℃到80℃之間，恆溫效果達小於1℃的溫度變動，由研究結果顯示，當DSSC的溫度低時，其輸出功率則越高。在電解質方面，隨著厚度的下降，光電轉換效率有上升的趨勢，當電解質厚度為0.1mm時有最佳光電轉換效率。

關鍵字

太陽能電池 ； 染料 ； TiO2 ； 噴霧 ； 透光率 ； 溫度

並列摘要

The research is focused on fabrication of the hotoelectrode
with TiO2 nanoporous film for dye-sensitized nano solar cell(DSSC) and the photoelectric conversion efficiency analysis of DSSCs. The applied coating techniques of photoelectrode are doctor blade and sprinkling. The influence heating temperature and duration as well as transmittance of the photoelectrode were discussed in this work. Moreover, the study for the influence of temperature and thickness of the electrolyte layer with the DSSCs were also carried out. In the experiment, the TiO2 nanoporous films were made dy using multiple sprinkling technique in the home-made sprinkling box instead of the doctor blade method. The multiple sprinkling technique can quickly produce the TiO2 film and easily control its thickness, i.e. transmittance. The multiple sprinkling technique made TiO2 films receive the result that the higher heating temperature and the longer heating duration, the better photoelectric conversion efficiency . The experimental data show that the sprinkling technique is better than the doctor blade and the DSSC integrated with the photoelectrode ca. 50% transmittance made by the sprinkling technique reaches the best result. A constant temperature water tank with a smaller than 1℃ deviation and the temperature range between 5℃ and 80℃ was setup
for measurements of the temperature influence with DSSCs. The result shows that the lower temperature of DSSCs, the larger output power of DSSCs. The DSSCs with 0.1mm thickness of the electrolyte layer reaches the best photoelectric conversion effect.

並列關鍵字

Solar Cells ； Dye ； TiO2 ； Sprinkling ； Transmittance ； Temperature

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