探討染料的支鏈效應於染料敏化太陽能電池之應用

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程揚瑞(Yang-Rui Cheng) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

探討染料的支鏈效應於染料敏化太陽能電池之應用
(Tribranched Dipolar Organic Sensitizers for Dye-SensitizedSolar Cells)

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摘要(中)

本論文探討以咔唑(carbazole)為推電子端，羧酸根為拉電子基，中間以噻吩 (thiophene)、喹啉(quinoxaline)、thieno[3,2-b]thiophene (TT)作為共軛片段，成功合成以(Donor-π conjugated system-Acceptor (D-π-A) 形式的染料DB系列染料以及合成了三芽結構染料DB163，分別進行了核磁共振結構鑑定、高解析質譜結構鑑定、紫外光-可見光吸收光譜、循環伏特安培法、太陽能電池的光電轉換效率EIS (electrochemical impedance spectroscopy) 等的實驗。以 AM 1.5 irradiation (100 mW/cm2) 所測得光電轉換效率，以 DB98(η= 4.90%)為最高Jsc = 10.8 mA/cm2、Voc = 703 mV、ff = 0.64、η = 4.90%，而三芽染料DB163為η= 3.00%，效果不如預期可能原因為其吸附量較差，導致整體電流不加使效率下降。

摘要(英)

In this study, we discuss novel organic dyes (DB dyes), which have a carbazole as an electron donor and a cyanoacrylic acid moiety as an electron acceptor and an anchoring group, connected with thiophenes, quinoxaline, thieno[3,2-b]thiophene as a π-conjugated system, and also synthesized tribranched structure dye DB163 for application in dye-sensitized solar cells (DSSCs),
The photophysical and electrochemical properties of these dyes were studied in detailed. The higher performances were obtained by DSSCs based on dye DB98. The solar-to-electrical energy conversion efficiency (?) of 4.9% is achieved under simulated AM 1.5 irradiation (100 mW/cm2), and tribranched structure dye DB163 (??= 3.00 %) was not as effective as expected may be due to poor dye loading which leads overall efficiency low.

關鍵字(中)

★ 支鏈效應
★ 染料敏化太陽能電池

關鍵字(英)

★ branched
★ dye-sensitized solar cells

論文目次

目錄
中文摘要............................................................I
英文摘要...........................................................II
目錄.............................................................. IV
圖目錄..............................................................V
表目錄............................................................VII
第一章 - 緒論.......................................................1
1.1 前言..........................................................1
1.2 太陽能電池簡介................................................2
1.3染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cells, DSSCs)..........5
1.3.1 染料敏化太陽能電池的種類................................6
1.3.2染料敏化太陽能電池的元件組成及發電原理.................. 8
1.3.3 染料敏化太陽能電池的參數...............................11
1.3.4 染料敏化太陽能電池元件介紹.............................14
1.4文獻回顧..................................................... 16
1.5 研究動機.....................................................24
第二章 - 結果與討論................................................33
2.1 實驗合成與討論...............................................33
2.2 染料光物理現象測試...........................................46
第三章 - 結論......................................................65
第四章 - 實驗部分..................................................66
4.1 儀器設備介紹.................................................66
4.2 實驗合成步驟.................................................69
第五章 - 參考資料..................................................91
附錄(光譜).........................................................95

參考文獻

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指導教授

吳春桂、孫世勝
(Chun-Guey Wu、Shih-Sheng Sun)

審核日期

2012-8-27

推文