煅烧温度对二氧化钛奈米线应用於染料敏化太阳能电池效率之影响
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2TBA,C58H86O8S2Ru,N-719) 5.碘(Iodine,I2) 6.碘化鋰(Lithium Iodide,LiI) 7.聚乙二醇(Polyethylene glycol 20000) Fluka 8.甲氧基丙腈(Methoxypropanenitrtle, MPN)
2.2 儀器設備:
染料敏化劑製備
染料使用為N719以乙醇(99.8%)為溶劑配置，染料濃度調配為5*104mol/L。將配置完成二氧化鈦奈米柱基板直接浸泡染料溶液中24小 時後，取出置於加熱板上烘乾備用。
電解質製備
電解液配置是使用，3-methoxypropanenitrtle (MPN)為溶劑，配置 0.1 M的碘化鋰 (LiI)、0.05 M的碘 (I2)及0.5 M的TBP，均勻混合攪 拌完全溶解即可。
實驗步驟 :
導電玻璃清洗: 1.將TCO基材切割成適當大小。 2.使用DI-water清洗，除去玻璃碎屑。 3.並以中性清潔劑清洗基板表面，除去表面油脂。 4.以丙酮清洗表面，除去剩餘油脂殘留。 5.將TCO基板置於燒杯內，以中性清潔劑超音波震盪30分鐘。 6.將清潔劑到出，以純水沖洗至乾淨，再以純水震盪10分鐘。 7.倒出純水後倒入丙酮，震盪30分鐘。 8.倒出丙酮後倒入乙醇，震盪30分鐘。 9.清潔完畢後將TCO基板保存在乙醇中。
煅燒溫度對二氧化鈦奈米線應用於染料敏 化太陽能電池效率之影響
指導老師 : 陳龍泉 學生 : 張晁嘉 學號 : 4960G014
摘要
本實驗使用微波水熱技術，以快速的合成方式，將商 用級二氧化鈦顆粒轉變為具有銳鈦礦晶相的二氧化鈦 奈米柱，應用於染料敏化太陽能電池的電極製作上， 運用奈米柱摻雜P-25 TiO2製備染料敏化太陽能電池 DSSC,討論奈米柱合成變數對DSSC效能的影響。
實驗用設備:
1.微波消化器 Microwave digestion system (State D/Milestone) 2.高溫煅燒爐 NEY 3-500 3.超音波震盪洗淨機 LEO，1502H 4.烘箱 明昱企業有限公司 5.旋轉塗佈機 CHEMAT
檢測用設備: 1.場發射電子顯微鏡 (Field Emission Scanning Electron Microscope,FE-SEM) JEOL7001型 2.太陽光模擬器 (Solar simulator) 3.X光線繞射分析儀 (X-Ray Diffraction,XRD) Rigakw D/MAX2500V 4.紫外光-可見光吸收光譜儀 (UV-Visible Absorption Spectrometer) Jasco V550
2 theta (degrees)
(a)
(b)
(c)
微波水熱式樣酸洗至pH=1.0時 對不同煅燒溫度下
(a) 350℃ (b) 450 ℃ (c)550℃ 之SEM圖
Intensity (a.u.)
微波水熱式樣酸洗至pH=1.0時在不同煅燒溫度下之XRD圖譜
550℃ 450℃ 350℃
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
二、實驗方法
實驗材料與藥品:
1.氫氧化鈉(sodium hydroxide) NIHON SHIYAKU REAGENT 95% 2.鹽酸(Hydrochloric acid) NIHON SHIYAKU REAGENT 37% 3.二氧化鈦(TiO2 P25) Degussa 4.釕金屬錯化合物染料(uthenium 535-bisTBA,RuL2(NCS)2 :
二氧化鈦奈米柱製備:
取2 g anatase商用級的TiO2粉末，加到100 ml 10 M NaOH水溶 液中，在室溫下於燒杯中充分攪拌均勻後，開始微波。反應時間 (1~10 h)、受熱溫度(110~210℃)、微波瓦數(350~1000 W)反應完 成後，將產物緩慢冷卻至室溫，接著濾掉上層鹼液取出沉澱物，以 DI-water洗滌數次，再以0.1 M HCl水溶液充分清洗粉末數次，直到 pH值為1.0。將洗滌液及固體進行過濾，再以60~70℃至烘乾，即可 得白色粉末狀顆粒，將試樣經高溫450℃進行煅燒 2 h即可獲得TiO2 奈米柱。
一、前言
染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)， 是一種光電化學機制(photoelectrochemical mechanism)的電池。其作用原理，乃於導電玻璃上成長 半導體薄膜，再吸附染料分子為工作電極。當以太陽光線 照射工作電極後，染料分子吸收入射光，成為激發態。
三、結果與討論
(a)ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
(c)
(d)
微波水熱式樣酸洗至不同pH值(a) 10.0 (b) 7.0 (c) 4.0 (d) 1.0之SEM圖
Intensity (a.u.)
微波水熱式樣酸洗不同pH值之XRD圖譜
pH=10.0 pH=7.0 pH=4.0 pH=1.0 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
本電論轉文換利率用，微討波論製製作程參TiO數2對奈材米料柱性，質應及用光於電DS轉SC換系效統率的的光影 響。實驗中並搭配掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)、X光繞射儀(X-ray Diffraction)、紫 外線-可見光吸收光譜儀(UV-Visible Absorption Spectrometer)等，分析物理性質及光學性質，最後組裝 成染料敏化太陽能電池，進行光電轉換效率量測，討論製 程變數對材料特性與光電轉換效率的影響
調配二氧化鈦
取0.05克二氧化鈦，置於研缽內，加入0.67 ml的去離子水，於室溫 下研磨30分鐘，再加入0.03克的聚乙二醇於上述溶液中攪拌至完全溶 解，配製成白色膠狀分散液為漿糊。
製備二氧化鈦電極
取一片FTO玻璃的導電面朝上，在FTO四邊周圍貼上膠帶做為模板。 以刀刮法塗布方式將TiO2 分散於電極上。將電極放在烘箱約30分鐘 使其乾燥將膠帶撕下放入高溫爐，接著以升溫速率3℃/min升溫至 450℃後維持45分鐘。
2.2 儀器設備:
染料敏化劑製備
染料使用為N719以乙醇(99.8%)為溶劑配置，染料濃度調配為5*104mol/L。將配置完成二氧化鈦奈米柱基板直接浸泡染料溶液中24小 時後，取出置於加熱板上烘乾備用。
電解質製備
電解液配置是使用，3-methoxypropanenitrtle (MPN)為溶劑，配置 0.1 M的碘化鋰 (LiI)、0.05 M的碘 (I2)及0.5 M的TBP，均勻混合攪 拌完全溶解即可。
實驗步驟 :
導電玻璃清洗: 1.將TCO基材切割成適當大小。 2.使用DI-water清洗，除去玻璃碎屑。 3.並以中性清潔劑清洗基板表面，除去表面油脂。 4.以丙酮清洗表面，除去剩餘油脂殘留。 5.將TCO基板置於燒杯內，以中性清潔劑超音波震盪30分鐘。 6.將清潔劑到出，以純水沖洗至乾淨，再以純水震盪10分鐘。 7.倒出純水後倒入丙酮，震盪30分鐘。 8.倒出丙酮後倒入乙醇，震盪30分鐘。 9.清潔完畢後將TCO基板保存在乙醇中。
煅燒溫度對二氧化鈦奈米線應用於染料敏 化太陽能電池效率之影響
指導老師 : 陳龍泉 學生 : 張晁嘉 學號 : 4960G014
摘要
本實驗使用微波水熱技術，以快速的合成方式，將商 用級二氧化鈦顆粒轉變為具有銳鈦礦晶相的二氧化鈦 奈米柱，應用於染料敏化太陽能電池的電極製作上， 運用奈米柱摻雜P-25 TiO2製備染料敏化太陽能電池 DSSC,討論奈米柱合成變數對DSSC效能的影響。
實驗用設備:
1.微波消化器 Microwave digestion system (State D/Milestone) 2.高溫煅燒爐 NEY 3-500 3.超音波震盪洗淨機 LEO，1502H 4.烘箱 明昱企業有限公司 5.旋轉塗佈機 CHEMAT
檢測用設備: 1.場發射電子顯微鏡 (Field Emission Scanning Electron Microscope,FE-SEM) JEOL7001型 2.太陽光模擬器 (Solar simulator) 3.X光線繞射分析儀 (X-Ray Diffraction,XRD) Rigakw D/MAX2500V 4.紫外光-可見光吸收光譜儀 (UV-Visible Absorption Spectrometer) Jasco V550
2 theta (degrees)
(a)
(b)
(c)
微波水熱式樣酸洗至pH=1.0時 對不同煅燒溫度下
(a) 350℃ (b) 450 ℃ (c)550℃ 之SEM圖
Intensity (a.u.)
微波水熱式樣酸洗至pH=1.0時在不同煅燒溫度下之XRD圖譜
550℃ 450℃ 350℃
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
二、實驗方法
實驗材料與藥品:
1.氫氧化鈉(sodium hydroxide) NIHON SHIYAKU REAGENT 95% 2.鹽酸(Hydrochloric acid) NIHON SHIYAKU REAGENT 37% 3.二氧化鈦(TiO2 P25) Degussa 4.釕金屬錯化合物染料(uthenium 535-bisTBA,RuL2(NCS)2 :
二氧化鈦奈米柱製備:
取2 g anatase商用級的TiO2粉末，加到100 ml 10 M NaOH水溶 液中，在室溫下於燒杯中充分攪拌均勻後，開始微波。反應時間 (1~10 h)、受熱溫度(110~210℃)、微波瓦數(350~1000 W)反應完 成後，將產物緩慢冷卻至室溫，接著濾掉上層鹼液取出沉澱物，以 DI-water洗滌數次，再以0.1 M HCl水溶液充分清洗粉末數次，直到 pH值為1.0。將洗滌液及固體進行過濾，再以60~70℃至烘乾，即可 得白色粉末狀顆粒，將試樣經高溫450℃進行煅燒 2 h即可獲得TiO2 奈米柱。
一、前言
染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)， 是一種光電化學機制(photoelectrochemical mechanism)的電池。其作用原理，乃於導電玻璃上成長 半導體薄膜，再吸附染料分子為工作電極。當以太陽光線 照射工作電極後，染料分子吸收入射光，成為激發態。
三、結果與討論
(a)ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
(c)
(d)
微波水熱式樣酸洗至不同pH值(a) 10.0 (b) 7.0 (c) 4.0 (d) 1.0之SEM圖
Intensity (a.u.)
微波水熱式樣酸洗不同pH值之XRD圖譜
pH=10.0 pH=7.0 pH=4.0 pH=1.0 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
本電論轉文換利率用，微討波論製製作程參TiO數2對奈材米料柱性，質應及用光於電DS轉SC換系效統率的的光影 響。實驗中並搭配掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)、X光繞射儀(X-ray Diffraction)、紫 外線-可見光吸收光譜儀(UV-Visible Absorption Spectrometer)等，分析物理性質及光學性質，最後組裝 成染料敏化太陽能電池，進行光電轉換效率量測，討論製 程變數對材料特性與光電轉換效率的影響
調配二氧化鈦
取0.05克二氧化鈦，置於研缽內，加入0.67 ml的去離子水，於室溫 下研磨30分鐘，再加入0.03克的聚乙二醇於上述溶液中攪拌至完全溶 解，配製成白色膠狀分散液為漿糊。
製備二氧化鈦電極
取一片FTO玻璃的導電面朝上，在FTO四邊周圍貼上膠帶做為模板。 以刀刮法塗布方式將TiO2 分散於電極上。將電極放在烘箱約30分鐘 使其乾燥將膠帶撕下放入高溫爐，接著以升溫速率3℃/min升溫至 450℃後維持45分鐘。