新型釕金屬錯合物在染料敏化太陽能電池之應用

Novel Ruthenium Complexes for Dye Sensitised Solar Cells

房芸頡(Yun-Chieh-Fang)

指導教授 ： 趙豫州

國立臺北科技大學/工程學院/有機高分子研究所/碩士(2010年)

摘要

太陽能電池眾多種類的研究中就屬染料敏化太陽能電池製造成本低、能源耗費小，敏化劑則以釕金屬染料為主流，幾乎都是單核心染料，近年來效率都無明顯提升，其吸收波長範圍不寬廣及吸光係數不高的問題一直存在。本論文是以2,3-bis(2-pyridyl) -pyrazine為架橋基，以4,4’-Dicarboxy-2,2’-bipyridine、thiocyanate為配位基所合成之雙核心染料，其高共軛結構共振，提高了吸光係數，且使吸收波長紅移，吸收光波長範圍更為廣泛，更有效利用太陽光，進而提升效率。
目前染料敏化太陽能電池所使用的釕金屬錯合物染料以單核心染料為主流，其吸收波長範圍侷限在350~600nm，並沒有有效地利用太陽光，因此利用共軛結構之架橋基連接兩個釕金屬的雙核心染料增長分子共振，吸光係數增高，且增加可見光之吸收範圍並可延伸至近紅外光區，進一步增加光電效率。其中架橋基2,3-bis(2-pyridyl)- pyrazine的π＊能階較低，MLCT的能量降低，可使吸收波長紅移，且2,3-dpp激發態存活時間較長，可以更有效地傳遞電荷。單核心染料的吸收波長範圍小、吸光度低，而雙核心染料由於共軛結構共振的結果有較高的吸收度及較廣的吸收波長範圍，正好可以改善單核心染料這些缺點。

關鍵字

染料敏化太陽能電池

並列摘要

In this article , dinuclear dye,using 2,3-bis(2’-pyridyl) pyrazine (dpp) as linker to connect the two Ru metal centers,using 4,4’-Dicarboxy-2,2’-bipyridine and thiocyanate as ligands, has high conjugated structure.
The most Ru dyes for dye-sensitizer solar cell are mononuclear dyes.Absorption band of mononuclear dye appearing at 350nm to 600nm.We use bridge ligand with conjugated structure to connect the two Ru metal centers. High conjugated structure of the dinuclear dye improve molar extinction coefficient and move absorption band to red region of the visible spectrum and increase molar extinction coefficient to increase light to electric conversion efficiency.A dinuclear dye with two Ru metal centers excited two electrons to inject into TiO2 under solar power,compared with mononuclear dye. The main drawback of mononuclear dye is lack of absorption in red region of the visible spectrum and relatively low molar extinction coefficient. Dinuclear dye would to improve efficiency.

並列關鍵字

Dye Sensitised Solar Cells

參考文獻

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