染料敏化太陽能電池、其光電極及光電極製作方法DYE-SENSITIZED SOLAR CELL, ITS PHOTOELECTRODE AND PRODUCING METHOD THEREOF

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

13/684,312

專利證號

US 8,796,545 B2

專利獲證名稱

染料敏化太陽能電池、其光電極及光電極製作方法DYE-SENSITIZED SOLAR CELL, ITS PHOTOELECTRODE AND PRODUCING METHOD THEREOF

專利所屬機關 (申請機關)

義守大學

獲證日期

2014/08/05

技術說明

本專利的創新與進步性乃在於結合三種不同型態奈米二氧化鈦的特性，製備出高光電轉換效率(8.5 %，高於文獻或專利所發表以此類染料所製備之染料敏化太陽能電池)之染料敏化太陽能電池。三層不同型態奈米結構二氧化鈦光電極的功用除了吸附染料外，各層尚有特殊的功能性，以達至光電轉換效率提升的目的。其中的第一層(厚度約為5.0 μm)，乃利用20 nm的奈米二氧化鈦粒子在FTO基板上形成一緻密層，以降低暗電流的產生；第二層(厚度約為6.0 μm)沈積於第一層之上，其組成物質為直徑約200~500 nm的二氧化鈦奈米球，或長度約300~700 nm的二氧化鈦奈米管，此層可當散射層的功用，藉由二氧化鈦奈米球或奈米管光散射的效應可充分利用太陽光；第三層(厚度約為9.0 μm)沈積於第二層之上，其組成物質為內徑約6 nm、外徑約16 nm、長度約400~700 nm的二氧化鈦奈米管，或直徑約200~500 nm的二氧化鈦奈米球，此層不僅有光散射的功用，同時奈米管也提供電解液有更佳的滲透性，特別是奈米管一維結構的設計更有利於電子的傳遞，因此可當載子傳遞層的功用。經由多層微結構的設計，不僅增加太陽能電池的光源使用率，並可降低暗電流的產生及提升載子的遷移率，顯著的提升染料敏化太陽能電池的光電轉換效率。 A dye-sensitized solar cell (DSSC) with high conversion efficiency (8.5 %) is provided. The DSSC according to the present invention has, between an electrode (2) formed on a surface of a transparent substrate (1) and a counter electrode (5), a multilayer photoelectrode (3) containing three kind of TiO2 with different morphology carrying dye and electrolyte (4). The multilayer structure of this kind of photoelectrode is composed of nanoparticles, nanotubes and nanospheres. In such a DSSC according to the present invention, the multilayer photoelectrode can increase the light absorption, improve carrier mobility, and promote the conversion efficiency and output current of the DSSC.

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學智財營運總中心產學合作與專利技轉中心

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07-6577711ext2683

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