階層式二氧化鈦空心球光散射現象之研究: 光催化反應與染料敏化太陽能電池的應用

Scattering Enhancement of Hierarchical TiO2 Hollow Spheres : Photocatalysis and Dye-sensitized Solar Cell

張雅蓁(Ya-Chen Chang)

指導教授 ： 李紫原

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2013年)

摘要

在本實驗中，我們成功的在室溫下合成二氧化鈦實心球，再經過適當前處理與一步驟的水熱方法，即可得到高均勻度、高分散性、可調控大小，直徑由200 nm至900 nm的階層式二氧化鈦微米空心球。由於此階層式的微米空心球結構不僅提高表面積、有活性表面，更有良好的光散射效果，我們將其應用在光催化反應降解亞甲基藍溶液和作為染料敏化太陽能電池的工作電極，討論不同的粒徑大小對光散射影響，以及對整體效能的提升。在兩種應用中，有空心球結構的樣品皆比磨碎後的樣品有更好的表現，歸功於階層式空心球狀結構能提高表面積及好的光散射能力；除此之外，適當的直徑大小符合米氏散射理論，有效的散射光以提高入射光的使用效益產生光電子。由結果看來，階層式二氧化鈦微米空心球是一個在應用上具發展潛力的材料。

關鍵字

二氧化鈦 ； 散射 ； 空心球 ； 光催化 ； 染料敏化太陽能電池

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