染料敏化太陽能電池陽極含浸方法：壓力擺盪含浸法

A Novel Method for Impregnating Anode in Dye-Sensitized Solar Cell：Pressure Swing Impregnation

楊傑銘(Jan-Min Yang)

指導教授 ： 談駿嵩

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2010年)

摘要

本研究在染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell, DSSC)製造過程的陽極色素增感(Dye-sensitized)階段，應用二氧化碳膨脹性流體(CO2-expanded Liquids, CXLs)、高壓氣體反溶劑(Compressed Gas Anti-solvent)以及壓力擺盪含浸(Pressure Swing Impregnation)和超臨界乾燥等多種方法，探討引入高壓二氧化碳提昇光敏染料含浸效果的可行性。
在本研究中特別提出一種壓力擺盪含浸法，用以製備染料敏化太陽能電池的陽極。該方法將高壓二氧化碳注入溶有光敏染料的溶液中，使該溶液形成二氧化碳膨脹性流體，降低該溶液之表面張力與黏度以利於光敏染料質傳擴散，接著再注入更高壓的二氧化碳，利用反溶劑效應將光敏染料自溶液中析出並沈積於陽極孔洞內，藉以提昇光電轉換效率。
實驗結果顯示與傳統的濕式含浸(Wet Impregnation)相比，採用壓力擺盪含浸法進行陽極色素增感，在900與1800 psi之間擺盪操作，含浸時間最短僅需原來的二分之一，光電轉換效率提昇比例最高更可達到百分之十以上。

關鍵字

染料敏化太陽能電池 ； 二氧化碳 ； 超臨界流體, ； 壓力擺盪 ； 含浸

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