染料敏化太阳能电池之发展现况演讲摘要

化材系專題演講集錦 – 大學部

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要

染料敏化太陽能電池(DSSC)研究動機: 1. 環保：工業革命後到現代產生大量 CO2 等氣體，CO2 等氣體吸收太陽輻射造成溫 室效應(greenhouse effect),為了控制氣體汙染因而訂定了京都協議書，其內容限制 6 種管制氣體：CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs 與 SF6。 2. 染料敏化太陽能電池可提高再生能源使用達總能源 12~15%。 3. 染料敏化太陽能電池價錢便宜。 太陽能電池大致可分三類：第一類為矽膠(silicon)類、第二類為化合物(compound) 類與第三類為奈米和有機(nano & organic)類 而此次所討論的染料敏化型太陽能電池 ； (Dye-sensitizied solar cell, DSSC)屬於上述的第三類。 DSSC 發展歷程：DSSC 一開始由日本人發明，Graetzel 提高其效率。DSSC 太陽能 電池技術預期五年後成熟，以日本發展的最好，目前有 130 多家公司在做，3,000 多 件專利 日本與 Graetzel 公司之間的競爭激烈 最近 DSSC 開始熱門 乃是因為 Graetzel , 。 , 公司於 1988 年，申請的第一個專利，將在今年(2008 年)到期，其餘專利也將在最近 幾年到期，變成公共財。台灣 DSSC 目前做最好的是工研院，鴻海公司也有在研發， 許多企業也紛紛投入這塊研究領域。 DSSC 新技術的研發改進法： 1. 量子點取代染料：硫化鉛(PbS)與硫化鉻(CdS)。 (用量子點取代昂貴的染料不但省錢，且量子點還可調整能隙(gate)。) 2. Graetzel 公司，嘗試研發空穴傳輸材料當電解質。 3. 能帶工程：結合多能隙，以吸收更多太陽輻射能。 DSSC 發展所面臨的挑戰： 1. 由於電解液容易漏液、揮發，成為 DSSC 商業化最大的困難處。 例如：澳洲建材一體的 BIPV,三個月就無法使用，就是由於電解液漏液。 2. 染料的熱穩定性是個重大的問題，影響電池的壽命。 3. 不用 GREEN DYE (天然染料) 是因為能階不太適合，不過比較便宜。 4. 每瓦電能低於 1 美元即可與市電競爭。