臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要聚焦在使用有機染料亞甲基藍染劑作為染料敏化太陽能電池之染料層，電池結構採用傳統之三明治結構。我們分別以傳統浸泡法與本實驗室獨創專利的超音波處理法製作染料層，並量測在不同莫耳濃度亞甲基藍所製備的染料敏化太陽能電池。實驗結果顯示，當利用24小時浸泡法製作染料層時，最佳轉換效率發生在濃度5 mM時，其效率為0.16%。而利用15分鐘超音波處理法，所製程電池之最佳轉換效率為0.17%。經工作電極吸收度量測實驗後，當亞甲基藍染料溶液之莫耳濃度為5 mM時，電池工作電極與染料層在580 nm 至700 nm範圍有最佳之吸收譜線。
另外，我們分別更改了液態電解液的溶劑和工作電極的薄膜材料來做比較，電解液的溶劑由乙腈改為二甲基乙醯胺，工作電極的薄膜材料由二氧化鈦改為氧化鋅。在更改電解液之溶劑研究中，因為開路電壓及短路電流的上升，其亞甲基藍染料敏化太陽能電池之電池轉換效率從0.17%上升到0.31%。再將工作電極改為氧化鋅薄膜研究中，在浸泡法浸泡48小時的製備下，其亞甲基藍染料敏化太陽能電池之轉換效率從0.31%上升到0.42%，而在超音波處理法的製備下，震盪時間為1小時，減少了製備時間，其亞甲基藍染料敏化太陽能電池之轉換效率從0.31%上升到0.39%。

In the study, we use the organic methylene blue (MB) to make the dye layer of dye-sensitive solar cells with the typical immersion method or the ultrasonic treatment method. The dye solutions at various concentrations are prepared for the fabrication of the dye-layers of the cells and the conversion efficiency of the cells are measured. When a typical 24-hour immersion method is applied during the dye-layer fabrication process at a molar concentration of 5 mM, the resultant cells show a conversion efficiency of 0.16%. On the other hand, when a 15-minute ultrasonic treatment method is used at the same 5 mM concentration, the resultant cells are measured to have a conversion efficiency of 0.17%. An absorption measurement is conducted to the working electrodes of the cells after the fabrication of the dye layers. The absorption spectrum of the electrodes ranges from 580 nm to 700 nm.
In order to improve the cells efficiencies further, we changed the type of the liquid electrolyte; acetonitrile is replaced by dimethylacetamide as the electrolyte of the cells The conversion efficiency of the resultant methylene blue dye-sensitive solar cells increased from 0.17% to 0.31% due to a higher open circuit voltage and short circuit current. Furthermore, TiO2 working electrodes are replaced by ZnO electrodes and a 48-hour immersion method is used during fabrication processes. The resultant conversion efficiency of the methylene blue dye-sensitive solar cells increases from 0.31% to 0.42%. The one-hour ultrasonic treatment method is also used to make the cells and the conversion efficiency of the cells increases from 0.31% to 0.39%.

中文摘要 1
Abstract 2
致謝 3
目錄 5
圖目錄 7
表目錄 10
第1章 緒論 11
1.1 太陽能電池發展 11
1.1.1 綠色能源現況 11
1.1.2 太陽能電池簡介 14
1.1.3 染料敏化太陽能電池文獻回顧 16
1.2 本實驗室相關研究成果 19
1.3 研究動機 23
1.4 論文架構 24
第2章 原理與方法 25
2.1 染料敏化太陽能電池之結構與原理 25
2.1.1 電池結構 25
2.1.2 工作原理 26
2.1.3 染料敏化太陽能電池效能之影響因素 28
2.2 實驗材料 30
2.2.1 銦摻雜氧化錫層導電玻璃基板 30
2.2.2 二氧化鈦 31
2.2.3 氧化鋅粉末 32
2.2.4 界面活性劑 32
2.2.5 分散劑 33
2.2.6 亞甲基藍染料 34
2.2.7 碘 34
2.2.8 四丁基碘化銨 35
2.2.9 乙腈 36
2.2.10 二甲基乙醯胺 37
2.3 電池製作流程 38
2.3.1 玻璃基板清洗 38
2.3.2 工作電極之製備 40
2.3.3 對電極之製備 44
2.3.4 染料之調製 45
2.3.5 染料層之製備 46
2.3.6 電解液之調配 48
2.3.7 染料敏化太陽能電池之組裝 48
2.4 製程設備 49
2.4.1 濕式工作台 50
2.4.2 電子精密天秤 51
2.4.3 旋轉塗佈機 51
2.4.4 高溫氣氛控制爐管 52
2.4.5 電子束蒸鍍機 53
2.4.6 電磁攪拌機 54
2.5 量測設備 55
2.5.1 光伏特性量測 55
2.5.2 微型光譜分析儀 56
2.6 實驗規劃 58
第3章 結果與討論 64
3.1 工作電極之光吸收率 64
3.2 浸泡法製備之電池效能 66
3.3 超音波處理法之電池效能 67
3.4 電解液對電池效能之影響 69
3.5 工作電極薄膜 70
3.6 相關文獻之效能比較 75
第4章 結論與未來工作 76
參考文獻 78
附錄 82
A.1 封裝製程對紅汞染料敏化太陽能電池效能之影響 82
A.2 攪拌製程對N719染料敏化太陽能電池效能之影響 84
A.3 電子束蒸鍍機台之保養介紹 89
A.3.1電子束蒸鍍機常見問題與處理方式 89
A.3.2電子束蒸鍍機石英振盪片更換 90
簡歷表 92
Turnitin論文原創性比對相似度結果 93

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