太陽能科技簡介-染料敏化太陽能電池技術.ppt

太陽電池簡介 光合作用 有機太陽電池原理 染料敏化太陽電池的反應步驟 1) 照光後，染料分子由基態﹙S﹚變為激 發態﹙S*﹚ S ＋ hυ → S* 2) 激發態的電子由染料注入TiO2 顆粒中，而染料分子自 身被氧化 S* → S+ ＋ e- (100 fs femtosecond transient absorption spectroscopy ) 3) 氧化態S+與還原劑反應，變回基態，還原劑則被氧化 2S+ ＋3I- → 2S ＋ I3- 4) 被氧化的還原劑又被對電極上的電子再次還原 I3- ＋ 2e- → 3I- N3 dye 分子結構 染料敏化太陽電池特色與優勢 製作簡易，價格低廉，適合量產。(1/10 of Si) 可導入大尺寸之製程，能製成可饒式外型，應用多元化。 材料無毒性，不會造成環境污染 Principle of silicon solar cell I-V curve Voc~ 0.75 V, JSC ~ 17.7 mA/cm2 , Efficiency ~ 10 % 可彎式太陽電池圖 * * low cost, low efficiency 3 Organic high cost 20 Bipolar AlGaAs/Si low cost, scale up production 10 Dye-sensitized nanostructured cells 16 II-VI (CdTe) High efficiency, high cost 25 III-V semiconductors (GaAs, InP) indium expensive 19 CuInSe2 medium cost, unstable 13 Amorphous high cost 18 Multicrystalline high cost 24 Crystalline Silicon Characteristics Efficienciy (%) Type of cell 太陽電池種類 優點: 低成本 缺點:低效率 圖2-1.2 DSSC光電子工作原理示意圖 [18] 染料敏化太陽電池的原理 特點: 用奈米顆粒、增加吸收表面積 染料敏化太陽電池的結構 Valence – conduction band Transition Problem: Excition 防害電子的收集 P-N Junction Si 太陽電池之結構 η~ 4% TCPP Black rice N3 電將兩電極接至三用電表，負端接TiO2工作電極，正端接鍍有碳膜之對電極。 將塗有TiO2薄膜之電極面朝上，置於模擬燈源或陽光下測試即可。 以上實做流程均於戴明鳳教授指導之實驗室拍攝 太陽電池實驗產生電流圖