奈米溶膠 在染料敏化太陽能電池的應用 忠信科技 陳忠詰 97年2月1日.

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1 奈米溶膠 在染料敏化太陽能電池的應用 忠信科技 陳忠詰 97年2月1日

2 報告大綱 壹：染料敏化太陽能電池簡介。 貳：染料敏化太陽能電池的現存問題。 參：奈米溶膠在染料敏化太陽能電池的應用
肆：奈米溶膠在染料敏化太陽能電池的應用的優勢。 伍：幾種製造抗反射膜的比較。 陸：不同溶膠鍍膜的品質比較

3 壹：染料敏化太陽能電池簡介 絕緣層 電極 電解質 染料 二氧化鈦 導電玻璃 玻璃蓋

4 貳：染料敏化太陽能電池的現存問題 層別 目前使用成份 作用 存在問題 絕緣層 氧化銻 （蒸鍍） 阻絕電子逃逸 成本高 污染性高 電極
白金電極 電子迴路 貴 電解質 碘化鉀∕碘 傳遞電子 安定性差 / 毒性高 / 攻擊金 染料 有色染料 吸收可見光 安定性不佳 二氧化鈦 P-25 吸收紫外線 光效率低 導電玻璃 缺阻絕層 防止碘毒化ITO ITO可使用life time短 ITO 傳遞電荷 二氧化鈦燒結時電阻增加甚大 透光度低 沒保護膜處理 防止鈉毒化ITO 玻璃蓋 一般 保護 沒有抗反射作用 抗紫外線（UVB、UVC）作用 沒有易潔作用

5 參：奈米溶膠在染料敏化太陽能電池的應用 層別 作法 絕緣層（氧化鋁薄膜） 氧化鋁溶膠塗佈 電極 以金代替白金作電極 電解質
碘化鉀∕碘‧二氧化矽（甲基酚）溶膠電解質 導電高分子當電解質層 染料 － 二氧化鈦 二氧化鈦溶膠塗佈（防止碘攻擊ITO） 導電玻璃 玻璃先以二氧化矽溶膠塗佈形成阻絕層 先作二氧化錫塗佈再作ITO蒸鍍（提高導電度） ITO蒸鍍後作二氧化錫塗佈（避免電阻值上升） 絕緣層、抗紫外線 （增設層） 氧化鋅溶膠塗佈 玻璃蓋 （抗反射∕易潔處理） 二氧化鈦溶膠塗佈∕ 二氧化鈦‧二氧化矽複合溶膠塗佈

6 肆：奈米溶膠 在染料敏化太陽能電池的應用優勢
層別 優勢 絕緣層（氧化鋁薄膜） 成本下降 效能提升 無污染 碘化鉀∕碘‧二氧化矽（甲基酚） 溶膠 作電解質 結構安定、 疏孔性佳、 沸點高（200℃）、 不起泡、不揮發 二氧化鈦溶膠塗佈 先作二氧化錫塗佈再作ITO蒸鍍 導電度提升 均勻性提高 透光度提高 氧化鋅溶膠塗佈 有效消除UVB及UVC 二氧化鈦‧二氧化矽複合溶膠塗佈 抗反射 易潔 防霧

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8 二氧化鈦‧二氧化矽複合溶膠塗佈 親水防霧效果

9 氧化鋅溶膠塗佈抗U.V

10 先作二氧化錫塗佈再作ITO蒸鍍 比較項目 處理前 處理後 電阻下降率（％） 平均電阻下降率（％） 電阻值 （Ω） 1250 500 60
58 850 375 56 1.00 0.30 70 73 1.70 0.42 76 透光度 79 83 4 4.5 77 82 5 59 63 4.0 67

11 ITO蒸鍍後作二氧化錫塗佈 原電阻值 （Ω） 500℃燒結 未處理 塗佈二氧化錫 1.7 8.5 1.2 10.5 25 6.8

12 伍：幾種製造抗反射膜的比較

13 陸：不同溶膠鍍膜的比較 （一）溶膠本身特性之比較
比較項目 第二代 （反應型） 第三代 （結晶型） 主成份種類 10（膠合劑∕分散劑） 1 主成份變異性 高（反應持續） 不變 固含量變異性 高（溶劑揮發） 很低 TiO2含量變異 變動 TiO2結晶型態 A、B、R及非晶態 anatase TiO2粒徑 持續變大 不變（水合強） 溶膠售命 2～4週 一年（以上）

14 （二） 鍍膜操作的比較 比較項目 第二代 （反應型） 第三代 （結晶型） 浸泡次數 可一次完成 1～4次 藥液溫度 愈低愈好 30～40℃
環境溫度 30～35℃ 濕度 拉昇速度對膜厚 愈快愈厚 自動控制 不能 可自動控制 分析頻率 高（2～4Hr∕次） 低（3～6天∕次） 操作條件調整 隨藥液老化調整 不需要 換槽要求 2～4週 半年～一年 污染防治要求 高 一般

15 （三）鍍膜的品質比較 比較項目 第二代 （反應型） 第三代 （結晶型） 膜厚再現性 不佳 良好 膜層安定性 容易脫膜 安定性高 光譜再現性
光譜安定性 燒結溫度 較高 較低