染料敏化太陽能電池之電解質添加劑及其製造方法ELECTROLYTE ADDITIVE OF DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND METHOD OF MAKING THE SAME

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

099111064

專利證號

I 404707

專利獲證名稱

染料敏化太陽能電池之電解質添加劑及其製造方法ELECTROLYTE ADDITIVE OF DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND METHOD OF MAKING THE SAME

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺北科技大學

獲證日期

2013/08/11

技術說明

染料敏化太陽能電池【Dye-sensitized solar cells（DSSC）】具有低花費、高效能、組裝容易等優勢，已成為發展新一代太陽能電池之主流。現許多研究鑽研於電解液中額外添加促進劑（additives）例如4–TBP（4-tert-butyl-pyridine）、benzimidazole、1-methylbenzimidazole提高電池光電轉換效率(η％)。上述所揭露之電解液添加促進劑雖能提升電池開路電壓(Voc)皆而提升光電轉換效率，但新促進劑所需添加的量非常高0.5M，也因長期使用後導致結晶產生於電池內，失去原有功能促使太陽能電池光電轉換效率不穩定。上述所使用新促進劑也降低電池之短路電流密度（Jsc）使光電轉換效率無法達到最佳化。本專利研發新促進劑添加於電解液中改良現促進劑缺點。新促進劑已benzimidazole化學結構為模板，藉由不同長度的輸水碳氫鏈基團或不同長度的親水ethylene glycol基團連結兩個benzimidazole (bisbenzimidazole alky系列和bisbenzimidazole ethylene glycol系列) 形成雙連接體的12個新的化合物。12個新的化合物分別添加入染料敏化太陽能電池的電解液測量比較開路電壓、短路電流密度、FF、光電轉換效率。研究結果顯示【bis-﹝2-（1-hydroxyethyl）benzimidazole﹞alky】系列在低濃度0.02M不但能使短路電流密度上升還具有比benzimidazole(0.5M)更好電池光電轉換效率提升至10％以上。本專利研發新促進劑添加於電解液低濃度不會因長期使用後導致結晶產生，失去原有功能降低太陽能電池光電轉換效率。本專利研發新促進劑可改改良現促進劑缺點，也提高太陽能電池短路電流密度(Jsc)及電池光電轉換效率。 Dye-sensitized solar cells (DSSC) have been investigated after the first report of high photo-electro conversion efficiency. There are many efforts on improving the photo-electro conversion efficiencies (η %). One of the efforts has been focused on the formulation of electrolyte. This patent describes the synthesis of new bezimidazole derivatives as the electrolyte additives for the DSSC. A series of bis-benzimidazole derivates with various carbon units of bridging alkyl or ethyl glycol linkers had been prepared, and they were tested into the formulation of electrolyte for the DSSC. These new bis-benzimidazole derivatives incorporated into the formulation of electrolyte at low concentration (0.01 M) exhibited the highest photo-electro conversion efficiencies, and they also outperform the currently known electrolytes additives, 4-tert-butyl-pyridine (4-TBP). The invention disclose herein will be a new electrolytes additives for DSSC.

備註

本部(收文號1060040584)同意該校106年6月19日北科大產學字第1067900147號函申請終止維護專利

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