光电转换效率的量测
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6. 異丙醇鈦 (Titanium (IV) isopropoxide，TTIP)
7. 乙醯丙酮 Acetylacetone,AcAc (99.00%，Fluka)
8. 無水乙醇 C2H5OH (Ethanol),95% 9. 硝酸銀 AgNO3(Silver nitrate,99.50%) 10. 硝酸銦 In(NO3)3(indium nitrate,99.99%) 11. 二氧化硒 O2Se(Selenium(IV)oxide,99.8%) 12. 硝酸鉀 KNO3 (Potassium Nitrate,99.0%,日本試藥) 13. 三乙醇胺 N(CH2CH2OH3)3,TEA (99.00%，Merck) 14. 硝酸 HNO₃ (nitric acid)
2020/6/9
15
(a)
(b)
圖5.(a)SnO2旋轉塗佈於ITO基板上(b)在SnO2上電沉積AgInSe2
2020/6/9
16
(a)
(b)
圖6.(a)ZnO旋轉塗佈於ITO基板上(b)在ZnO上電沉積AgInSe2
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17
UV-Vis紫外光光譜分析
Kubelka-Munk (a.u.)
3.0
3.5
4.0
4.5
Photon energy, eV
圖(b)P25直接能隙之圖譜 公式:(αhν)2= A(hν-Eg)
能隙約為3.21eV及3.41eV附近
18
Kubelka-Munk (a.u.)
(h)2 (a.u.)
(a)
10
8
6
4
2
0
350
400
450
500
Wavelength(nm)
2020/6/9
9
15. 硝酸鈷 Co(NO3)3 (99.00%，Merck) 16. 過氯化鋰 LiClO4 (99.00%，日本試藥) 17. 四氟硼酸硝酸 NOBF4 (99.00%，Panreck) 18. 碳酸乙烯酯 Ethylene carbonate,EC (99.00%，Merck)
2020/6/9
12
SEM表面觀察分析
(a)
(b)
圖2.(a)P25旋轉塗佈於ITO基板上(b)在P25上電沉積AgInSe2
2020/6/9
13
(a)
(b)
圖3.(a)ST-01旋轉塗佈於ITO基板上(b)在ST-01上電沉積AgInSe2
2020/6/9
14
(a)
(b)
圖4.(a)Nb2O5旋轉塗佈於ITO基板上(b)在Nb2O5上電沉積AgInSe2
圖8.(a)ST-01 K-M圖 能隙約為3.26eV附近
ST-01
550
600
(b)
3500
ST-01
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
Photon energy, eV
圖(b)ST-01直接能隙之圖譜 能隙約為3.20eV附近
2020/6/9
2020/6/9
4
SSSC:
優點 光吸收度大於染料 較高的穩定度 吸光範圍大於染料 產生多重的激子
因此本實驗中運用電化學沉積方式，將AgInSe2成膜於ITO-氧化物上，討論 氧化物及電解質對光電轉換效率之影響。
2020/6/9
5
三、實驗步驟
2020/6/9
6
基板前的處理
XRD SEM UV-Vis
利用旋轉塗佈法製備氧 化物底材
煅燒溫度，每分鐘升溫 1℃至450℃，持溫30min。
分析與鑑定
結果與討論
2020/6/9
製備電解質AgInSe2
Ag2NO3 3mM+InNO3 3.5mM+ SeO2 4mM Degas 30min
電沉積AgInSe2薄膜
煅燒溫度，每分鐘升溫 1℃至250℃，持溫60min。
光電極組裝
結果與討論
SEM 光電流
量測
7
四、材料與藥品
2020/6/9
百度文库
8
1. 二氧化鈦 (P25)
2. 二氧化鈦 (ST-01)
3. 五氧化二鈮 Nb2O5 (Niobium(V)oxide,-325mesh,99.9%) 4. 二氧化錫 SnO2 (Tin(IV)oxide,nanopowder,<100nm(BET) 5. 氧化鋅 ZnO (Zinkoxid,99.0%)
一、摘要
2020/6/9
1
半導體敏化式太陽能電池(SSSC):
1.本實驗利用電化學沉積法於ITO-氧化物上成長AgInSe2 應用於半導體敏化式太陽能電池，討論氧化物及電解 質變數對SSSC效能的影響。
2.量測光電轉換效率、XRD、SEM、UV-Vis，討論物理性質 並應用於半導體敏化式太陽能電池。
2020/6/9
2
二、前言
2020/6/9
3
• 由於化石燃料大量的使用，排放過多的溫室氣體，因此尋找乾 淨的再生能源是迫在眉睫之工作。
❖ 染料敏化太陽能電池(DSSC)，利用染料當光敏化劑，由染料覆 蓋著二氧化鈦奈米粒子，染料分子吸收太陽光，但在太陽光長 期照射下也會有分解之虞，染料在DSSC系統上成本依然偏高， 由於染料開發不易，且價格昂貴。利用半導體量子點或薄層結 構為光敏化劑，此系統稱為semiconductor-sensitized solar cells，簡稱SSSC。
2020/6/9
10
五、結果與討論
2020/6/9
11
XRD結構分析
12000 10000 8000
(a)P25
(b)ST-01
(c)Nb O 25
(d)SnO 2
(e)ZnO
intensity, a.u.
6000
e
d
4000
c
2000
b a
0
20
30
40
50
60
2 theta, deg
圖1.P25、ST-01、Nb2O5、SnO2、ZnO之XRD圖譜
(h)2 (a.u.)
(a)
P25
8
6
4
2
0
350
400
450
500
550
600
Wavelength(nm)
圖8.(a)P25 K-M圖
公式:(1- R∞)2/2R∞求出K-M值 能隙約為3.44eV及3.26eV附近
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(b)
3000
P25
2500
2000
1500
1000
500
0
2.5
19. 4-叔丁基吡啶 4-tert butylpyridine,TBP (99.00%，Aldrich)
20. 乙腈 Acetonirile (99.99%，Merck)
21. 鍍銦錫氧化物玻璃基板 ITO (Indium-doped tin oxide(SnO2:In)，Gem Tech.)8Ω/square
7. 乙醯丙酮 Acetylacetone,AcAc (99.00%，Fluka)
8. 無水乙醇 C2H5OH (Ethanol),95% 9. 硝酸銀 AgNO3(Silver nitrate,99.50%) 10. 硝酸銦 In(NO3)3(indium nitrate,99.99%) 11. 二氧化硒 O2Se(Selenium(IV)oxide,99.8%) 12. 硝酸鉀 KNO3 (Potassium Nitrate,99.0%,日本試藥) 13. 三乙醇胺 N(CH2CH2OH3)3,TEA (99.00%，Merck) 14. 硝酸 HNO₃ (nitric acid)
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(a)
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圖5.(a)SnO2旋轉塗佈於ITO基板上(b)在SnO2上電沉積AgInSe2
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(a)
(b)
圖6.(a)ZnO旋轉塗佈於ITO基板上(b)在ZnO上電沉積AgInSe2
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UV-Vis紫外光光譜分析
Kubelka-Munk (a.u.)
3.0
3.5
4.0
4.5
Photon energy, eV
圖(b)P25直接能隙之圖譜 公式:(αhν)2= A(hν-Eg)
能隙約為3.21eV及3.41eV附近
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Kubelka-Munk (a.u.)
(h)2 (a.u.)
(a)
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6
4
2
0
350
400
450
500
Wavelength(nm)
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15. 硝酸鈷 Co(NO3)3 (99.00%，Merck) 16. 過氯化鋰 LiClO4 (99.00%，日本試藥) 17. 四氟硼酸硝酸 NOBF4 (99.00%，Panreck) 18. 碳酸乙烯酯 Ethylene carbonate,EC (99.00%，Merck)
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SEM表面觀察分析
(a)
(b)
圖2.(a)P25旋轉塗佈於ITO基板上(b)在P25上電沉積AgInSe2
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(a)
(b)
圖3.(a)ST-01旋轉塗佈於ITO基板上(b)在ST-01上電沉積AgInSe2
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(a)
(b)
圖4.(a)Nb2O5旋轉塗佈於ITO基板上(b)在Nb2O5上電沉積AgInSe2
圖8.(a)ST-01 K-M圖 能隙約為3.26eV附近
ST-01
550
600
(b)
3500
ST-01
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
Photon energy, eV
圖(b)ST-01直接能隙之圖譜 能隙約為3.20eV附近
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2020/6/9
4
SSSC:
優點 光吸收度大於染料 較高的穩定度 吸光範圍大於染料 產生多重的激子
因此本實驗中運用電化學沉積方式，將AgInSe2成膜於ITO-氧化物上，討論 氧化物及電解質對光電轉換效率之影響。
2020/6/9
5
三、實驗步驟
2020/6/9
6
基板前的處理
XRD SEM UV-Vis
利用旋轉塗佈法製備氧 化物底材
煅燒溫度，每分鐘升溫 1℃至450℃，持溫30min。
分析與鑑定
結果與討論
2020/6/9
製備電解質AgInSe2
Ag2NO3 3mM+InNO3 3.5mM+ SeO2 4mM Degas 30min
電沉積AgInSe2薄膜
煅燒溫度，每分鐘升溫 1℃至250℃，持溫60min。
光電極組裝
結果與討論
SEM 光電流
量測
7
四、材料與藥品
2020/6/9
百度文库
8
1. 二氧化鈦 (P25)
2. 二氧化鈦 (ST-01)
3. 五氧化二鈮 Nb2O5 (Niobium(V)oxide,-325mesh,99.9%) 4. 二氧化錫 SnO2 (Tin(IV)oxide,nanopowder,<100nm(BET) 5. 氧化鋅 ZnO (Zinkoxid,99.0%)
一、摘要
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1
半導體敏化式太陽能電池(SSSC):
1.本實驗利用電化學沉積法於ITO-氧化物上成長AgInSe2 應用於半導體敏化式太陽能電池，討論氧化物及電解 質變數對SSSC效能的影響。
2.量測光電轉換效率、XRD、SEM、UV-Vis，討論物理性質 並應用於半導體敏化式太陽能電池。
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2
二、前言
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3
• 由於化石燃料大量的使用，排放過多的溫室氣體，因此尋找乾 淨的再生能源是迫在眉睫之工作。
❖ 染料敏化太陽能電池(DSSC)，利用染料當光敏化劑，由染料覆 蓋著二氧化鈦奈米粒子，染料分子吸收太陽光，但在太陽光長 期照射下也會有分解之虞，染料在DSSC系統上成本依然偏高， 由於染料開發不易，且價格昂貴。利用半導體量子點或薄層結 構為光敏化劑，此系統稱為semiconductor-sensitized solar cells，簡稱SSSC。
2020/6/9
10
五、結果與討論
2020/6/9
11
XRD結構分析
12000 10000 8000
(a)P25
(b)ST-01
(c)Nb O 25
(d)SnO 2
(e)ZnO
intensity, a.u.
6000
e
d
4000
c
2000
b a
0
20
30
40
50
60
2 theta, deg
圖1.P25、ST-01、Nb2O5、SnO2、ZnO之XRD圖譜
(h)2 (a.u.)
(a)
P25
8
6
4
2
0
350
400
450
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550
600
Wavelength(nm)
圖8.(a)P25 K-M圖
公式:(1- R∞)2/2R∞求出K-M值 能隙約為3.44eV及3.26eV附近
2020/6/9
(b)
3000
P25
2500
2000
1500
1000
500
0
2.5
19. 4-叔丁基吡啶 4-tert butylpyridine,TBP (99.00%，Aldrich)
20. 乙腈 Acetonirile (99.99%，Merck)
21. 鍍銦錫氧化物玻璃基板 ITO (Indium-doped tin oxide(SnO2:In)，Gem Tech.)8Ω/square