何謂染敏太陽能電池 - 社會議題

By Hedwig
at 2010-08-07T00:00

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染敏太陽能電池的原理及材料為何,敬請幫忙解惑,謝謝!!

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By Frederica
at 2010-08-07T08:16

版大你好染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell，簡稱DSSC) 或稱染料增感型太陽能電池，是第三代的奈米薄膜太陽電池，優點在於原料成本低、製程容易與簡單的製程設備，未來可降低太陽電池發電成本至US$0.2/Wp以下，為所有太陽能電池中製作成本最低者，僅約傳統矽基材太陽電池成本的1/5∼1/10。DSSC因其材料便宜、可在低溫、簡單的製程製作，且具備可撓性、多彩性與可透光性等特性，應用範圍廣泛。其擁有半透明特性，因此適合建材化作為建築窗材，適用於玻璃帷幕大樓，同時作為遮陽、絕熱及發電利用的功能，達到建築物節能效益，未來應用於建築屋頂、外牆發電用途，且DSSC可用一般室內光線即可充電，可作為3C產品電池的輔助商品，適用於可攜式電子產品如電子計算機、手錶、電子字典、手機等用電量較小的產品，未來應用可能會直接附在手機上，或做成可摺疊的外接式裝置，或結合紡織品採用衣物塗佈方式作為隨身發電使用，市場商機潛力龐大。染料敏化太陽電池是由基板(玻璃或薄膜基板)、透明導電膜、半導體膜(光電極TiO2)、染料、電荷輸送材(電解質、溶劑)，和由基板上鍍有透明導電膜、鉑觸媒之相對電極等所構成，具有導電膜的基板上將奈米尺寸的二氧化鈦微粒塗佈成糊狀，使用450℃對其進行燒結而得半導體光電極；而相對電極，則是使用對透明導電膜進行鉑的蒸鍍而形成。二氧化鈦的厚度約10μm，因為具有奈米大小的孔洞，故實效表面積可達到外觀基板面積的1,000倍以上，使TiO2多孔質膜能吸附更多染料，獲得更多光吸收，而大幅提升電流值。
其基本設計是用奈米尺寸的金屬氧化物半導體的顆粒，以化學方法使其表面吸附染料分子，再將這顆粒塗布在電池電路的陽極上做為感光層，且在感光層和陰極之間則加上一層電解質幫助導電。在半導體層，除了提供高表面積以讓染料吸附，還需擁有高效的電子傳遞效率，DSSC多使用二氧化鈦奈米顆粒為半導體層，此材料具有高比表面積及高穩定性，且能有效的吸附染料(N3, N719, black dye)。 ◎DSSC基本結構與原理
圖片參考：http://imgcld.yimg.com/8/n/AF03040851/o/1010080704...
染料敏化太陽電池最早是由Tsubomura et al.於1976年提出，利用多孔性的氧化鋅（ZnO）作為工作電極，但電池之光電轉換效率並不高。至1991年，O’Regan和Grätzel發表電池效率為7.12%的色素增感太陽電池，Grätzel團隊提出方法是在具有中孔洞性質的二氧化鈦（TiO2）薄膜上吸附釕（Ru）金屬衍生物之色素分子，此種色素分子能吸收近全可見光波長範圍的太陽光，截至2005年文獻記載，DSSC光電轉換效率最高可達到11.18%雖然染料敏化太陽電池轉換效率是所有太陽能電池技術中最低者，但DSSC不受日照角度的影響，加上吸收光線時間長，在相同時間的發電量甚至優於矽晶太陽能電池，且矽晶圓太陽能電池發電效率會受到溫度升高而遞減，適合安裝在較高緯度天氣較冷的地區，但染料敏化太陽能電池則不受溫度影響，在日照充足、氣溫炎熱地區，競爭力會優於矽晶圓太陽能電池。◎染料敏化太陽能電池與矽基太陽能電池的比較優勢：1.製程容易、成本低
2.30℃以上高溫條件下電力輸出較高，及低光量下仍有高轉換效率
3.可接受日照光譜範圍大，模版兩面皆可吸收光線，有利吸收散射光
4.轉換率對入射光角度影響較小
5.具有透明性可直接使用於窗戶，模板顏色因使用的染料顏色而變
6.TiO2材料的物理、化學性質穩定，且無毒性、相較其他材料或矽基太陽電池比較無環境污染
7.能源回收期小於矽晶太陽能電池
8.可製成可撓式電池模組
9.具大尺寸、量產製程潛力◎DSSC缺點：
1.轉換效率比矽基太陽電池低。
2.染料激發態壽命不夠長，光電轉換效率尚低。
染料敏化太陽能電池由Michael Gratzel團隊開發成功，是英國的G24 Innovations所主推。日本科技大廠-Sony也於2008年在5月底也宣布投入，Sony的染料敏化太陽能電池製作採印刷，不使用半導體技術，製造成本僅約矽晶太陽能電池的1/5∼1/10左右。染料敏化太陽電池之染料，與電池之電能轉化效率有直接關係，國內以紡織品染料起家的永光切入關鍵的染料領域且最先量產，打破由Solaronix與Dyesol兩家外商供應的狀況，成為全球少數能提供相關染料的業者之一，因為供應廠商少，染料每公克報價超過萬元。國內染整助劑廠福盈科，於2009年斥資1000萬美元向澳洲Dysol廠取得染料敏化太陽能電池模組實驗室技術，經自行研發成功開發出DSSC模組，2010第二季可將產品商品化，並且預計2010第四季開始建立太陽能模組產線，最快2011年上半年可正式量產。國內還有觸控面板廠-介面光電投入這新領域，介面與工研院合作，規劃架設台灣第一條染料敏化太陽能電池生產線，因觸控面板生產過程與染料敏化太陽電池相似，不需增加設備即可投產。

By Necoo
at 2010-08-09T07:34

DSSC染料敏化太陽能電池銳隆光電037-431674代銷永光化學D719 D907染料.鈦漿P-200 P-300 P-400.白金漿PT-100 PT-200.電解液EL-200
DSSC染料敏化材料銳隆光電037-431674代銷永光化學D719 D907染料.鈦漿白金漿電解液EL-200
使用銳隆光電037-431674 販售的FTO 玻璃、二氧化鈦漿料、白金漿料、 N719染料、高效率電解液，搭配網印套組所製作的染料敏化太陽能電池，經國內知名

By Rebecca
at 2010-08-11T00:13

可是我找過福盈的資料，都蠻久之前，他們還有生產嗎？永光的染料賣的很貴，有沒有便宜的材料能買的到呢？台灣除了造能科技外，還有誰那裡能買的到模組呢？

何謂染敏太陽能電池 - 社會議題

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