光敏染料PHOTOSENSITIZER DYE

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

097148638

專利證號

I 400236

專利獲證名稱

光敏染料PHOTOSENSITIZER DYE

專利所屬機關 (申請機關)

國立中央大學

獲證日期

2013/07/01

技術說明

『能源』已成為現今人們深度關心與積極研發的重要課題之一，然而目前所仰賴的石化能源除日益耗竭外，過度地使用該類能源亦帶來嚴重的汙染問題，因此，低污染之可再生(renewable)能源的開發與運用將成為人類尋求永續發展的唯一途徑。然而太陽擁有龐大且無污染的能源，因此在解決石化能源所面臨的污染與短缺問題時，一直都是受矚目的焦點。在各種運用太陽能的方法中，光伏電池（Photovoltaic Cell）或稱太陽能電池（Solar Cell），因可以直接將太陽能轉換為電能而成為目前相當重要的開發重點。在1991 年由Grätzel與O’Regan提出第三代的太陽能電池即為所謂的染料敏化太陽能電池（Dye- Sensitized Solar Cell (DSCs)，由於所使用材料可多樣化且可能具有較便宜的電能生產價格，目前已引起科學家與業界積極的開發與密切的注意。DSC的結構主要分為四部分，包括提供電流流動通路的陰、陽兩電極、接受電子的n-型半導體如TiO2、主角染料層、及傳輸電洞的液態電解質。每一個別部分及各部分之間的介面結構，皆會影響DSCs的光電轉換效能。其中以主角-染料分子是影響DSCs效率的最大關鍵，因此科學家們在過去近二十年不斷地致力於尋找高效率之染料分子。本專利申請一系列含釕金屬的光敏化染料，此系列染料的吸收光譜與太陽能譜相符，其不但有高的吸收係數且分子軌域的能階與DSCs的陰極氧化電位及陽極的傳導帶能階有好的搭配，且使用本專利之含釕金屬的光敏化染料之電池元件將有高的光電轉換效率 Dye-sensitized solar cells (DSCs) using Ru-complexes as a sensitizer was first reported by O’Regan and Grätzel in 1991. The low-cost as well as easy preparation makes DSCs one of the most promising photovoltaic cells for conversion of sunlight to electricity. DSCs consist five parts: photo-sensitizer, n-type semiconductor (TiO2 for example), redox electrolyte, anode and cathode. The photo-sensitizer plays a crucial role in the determining of the photon-to-current conversion efficiency for a DSC. In this patent, we claim a series of ruthenium complexes, suitable for using in DSCs. These complexes have not only the frontier orbitals match well with the energy level of TiO2 conduction band and redox potential of the electrolyte but also have right absorption patterns and high absorption coefficient. The DSCs based on these new Ru-complexes will have high conversion efficiencies.

備註

本部(收文號1080048903)同意該校108年7月19日中大研產字第1081400892號函所報終止維護專利。

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智權技轉組

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