臺灣博碩士論文加值系統

現今的社會上，研發中的太陽能電池非常的廣泛，其中在染料敏化太陽能電池(DSSC)中的無論是材料的廉價或者是製作技術簡單，這些優勢都是引起業界關注的重點，而最為廣泛的材料且相關研究最受歡迎的則是以二氧化鈦(TiO_2)為主。在本實驗中所使用的是TiO_2 P25的材料規格，並且以絲網印刷的方式以及手刮的流程來製成DSSC，以兩種製成的方式來比較其中的差異。在光陽極的基板上蝕刻特定通道，並在雙片都製作工作面積讓其電池形成串聯的電路；或者在單一個基板上製作兩個工作面積，讓此電路形成並聯的電路。兩種做法都可以讓該DSSC成為兩顆獨立的電池，此做法是為了讓電壓及電流提高，並藉此提升轉換效率。而在結果表明串聯的電路最佳的效率為2.45%，其開路電壓為1.44V、短路電流為3.44 mA/cm2。在並聯電路中效率最佳為3.37%，其開路電壓為0.73V、短路電流為11 mA/cm2。兩者皆可以讓電池的功率有效增加，進而提高電池的效率。

In today’s society, there are a wide range of solar cells under research and development. Among them, dye-sensitized solar cells (DSSC) have the most important advantages, whether it is cheap materials or simple production technology. The most popular material in related research is titanium dioxide (TiO_2). In this experiment, the material specification of TiO_2 P25 is used, and DSSC is made by screen printing and hand-scraping process, and the differences are compared by two manufacturing methods. A specific channel is carved on the substrate of the photoanode, and the working area is made on both plates to make the battery form a series circuit; or two working areas are made on a single substrate to make this circuit form a parallel circuit. Both methods can make the DSSC become two independent batteries, this method is to increase the voltage and current, and thereby improve the conversion efficiency. The results show that the best efficiency of the circuit in series is 2.45%, the open circuit voltage is 1.44V, and the short circuit current is 3.44 mA/cm2. In the parallel circuit, the best efficiency is 3.37%, the open circuit voltage is 0.73V, and the short circuit current is 11 mA/cm2. Both can effectively increase the power of the battery, thereby increasing the efficiency of the battery.

中文摘要......i
英文摘要......ii
誌謝......iii
目錄......iv
表目錄......vi
圖目錄......vii
第一章序論......1
1.1 前言......1
1.2 染料敏化太陽能電池簡介......3
1.3 研究動機......4
第二章理論與文獻回顧......5
2.1 二氧化鈦-材料......5
2.1.1 二氧化鈦特性與結構......5
2.1.2 二氧化鈦簡介......7
2.2 太陽能電池簡介......7
2.2.1 太陽能電池原理......7
2.2.2 太陽光譜特性......9
2.2.3 太陽能電池種類......10
2.2.4 染敏太陽能電池結構......14
2.2.5 透明導電氧化物-TCO......15
2.2.6 光陽極-Photoanode......15
2.2.7 染料-Dye......16
2.2.8 電解液-Electroyte......17
2.2.9 Tco之鍍金層、導電層背電極-CE......19
2.3. 塗佈製程......20
第三章實驗步驟與設備......22
3.1 實驗藥品與儀器......22
3.1.1 實驗藥品......22
3.1.2 實驗儀器......23
3.2 實驗步驟......24
3.2.1 基板清洗與製備......25
3.2.2 製備光陽極(手刮與網印)......25
3.2.3 製備對電極......26
3.2.4 染料及電解液的製備......26
3.2.5 電池元件之封裝......27
3.3 分析儀器原理及設備運用......29
3.3.1 紫外光/可見光吸收光譜儀(UV-visble)......29
3.3.2場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)......30
3.3.3太陽光模擬器(Solar Simulator)......32
第四章結果與討論......36
4.1 染料敏化太陽能電池量測分析......36
4.1.1染料敏化太陽能電池TiO_2薄膜表面......36
4.1.2染料敏化太陽能電池TiO_2薄膜厚度......39
4.2 TiO_2吸收光譜量測......41
4.3 DSSC-光電轉換效率量測......42
4.3.1 DSSC-工作面積0.25cm2......42
4.3.2 DSSC-工作面積1cm2......44
4.3.3 DSSC-工作面積2cm2......45
4.3.4 DSSC-工作面積3cm2......47
第五章結論......50
未來展望......51
參考文獻......52

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