TiCl4處理對TiO2/Au複合粉體應用於染料敏化太陽能電池之影響

in Domestic Conference (poster paper), 國內研討會(全文海報發表)
標題TiCl4處理對TiO2/Au複合粉體應用於染料敏化太陽能電池之影響
出版類型國內研討會(全文海報發表)
出版年度2009
AuthorsChuen-Shii Chou, 周春禧, Kuan-Hung Liu 劉冠宏, & Ru-Yuan Yang 楊茹媛
會議名稱2009能源與太陽光電研討會
出版日期Dec 18 2009 12:0
會議地點台北
其他編號0000
中文摘要

本研究以奈米級Au與商業用TiO2(P25),使用微機械式融合爐進行粉體複合,並應用於染料敏化太陽能電池(DSSC)之工作電極,試圖探討TiCl4的處理,對TiO2/Au工作電極於染料敏化太陽能電池的影響,其製備方法如下。(1)首先分別擷取TiO2和Au兩種粉末,使用微粉末融合系統將兩種粉末以機械方式進行融合。(2)將導電玻璃以TiCl4於70℃,浸泡0.5 hr.進行處理。(3)複合粉末調配為膠體,以細胞粉碎機進行粉末分散,時間為5分鐘。(3)最後分別使用旋轉塗佈法在FTO基板上塗覆薄膜,並以高溫爐450℃燒附。(4)再次將導電玻璃以TiCl4於70℃,浸泡0.5 hr.進行處理。(5)浸泡於N719(C58H86O8N8S2Ru)染料6小時,溫度為70℃;即完成工作電極之製作。(5)將工作電極與鍍鉑相對電極搭配隱形膠帶,使用燕尾夾以open cell的方式進行封裝,注入(I-/I3-)電解液,染料敏化太陽能電池製備完成。(6)利用I-V量測設備量測開路電壓與短路電流。
由實驗結果可得知,傳統單純以TiO2粉末製備,未浸泡TiCl4之染料敏化太陽能電池,其開路電壓為0.75V,短路電流密度為4.329mA/cm2,光電轉換效率為1.625。然而經TiCl4表面處理後,其開路電壓為0.759V,短路電流密度則提升為6.582 mA/cm2,光電轉換效率也相對提升至2.532。其原因為TiCl4會以取向附生的方式在表面成長,修飾TiO2奈米結晶結構,使得平均孔隙尺寸縮小,但間接使得表面粗糙度提升,染料吸附更有效率。另外,於依不同比例TiO2/Au複合粉體,製備之染料敏化太陽能電池部分,經TiCl4處理後,其光電轉換效率反而有下降的趨勢,其原因推測為複合粉體薄膜上,再沉積一層TiCl4薄膜,增加電子與電洞再複合的機率,同時影響了染料的吸附,間接影響光電流的產生。

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