本論文主要目的是探討固態氧化還原對、釕錯合物以及噻吩有機分子於染料敏化太陽能電池之應用及其性能表現。 首先,以N3為染料進行二氧化鈦染料敏化太陽能電池組裝與測試,並從中歸納出影響元件光電位、光電流以及轉換效率之因素。其中,光電位受光激發注入之電子與光電極界面上電子-碘離子再結合之暗電流的影響。因此,增加注入的電子數與減少界面之再結合可以提升光電位。光電流是由激發光敏染料產生,且受到入射單光光子-電子轉化效率的影響,所以具有較高之近紅外線區吸收係數之染料與較長壽命之光生電子可以得到較高的電流,而電子於二氧化鈦薄膜中之壽命與傳遞性質可以經由暫態光電位與光電流量測估算求得。另外,由等效電路之分析與還原電流之量測,可以推導出光電流-電位之經驗模型,並可定量描述其光電流-電位曲線之行為。 本研究初期選用鐵氰化銦(InHCF)為氧化還原對,以組裝出具有高光電位之固態染料敏化二氧化鈦太陽能電池。因為InHCF之氧化還原反應需要鉀離子的嵌入/遷出,所以選用含飽和鉀離子之poly(2-acrylamido-2-methylpropane-sulfonic acid)(K-PAMPS)高分子電解質。由於N3染料與InHCF之接觸界面不佳且鉀離子擴散速率較低,造成此固態元件效率偏低。若將染料分佈於高分子電解質中,則可以改善此界面性質,使得元件較偏向再生式電池的表現。為了更提升N3染料與InHCF之界面性質與可逆反應,直接將鋰離子摻雜之InHCF或鐵氰化銅(CuHCF)氧化還原對鍍於染料敏化二氧化鈦電極表面上,然而,對電極與光電極之接觸界面性質不佳,使電子轉移阻力過大,造成元件之光電位損失,影響元件性能表現。處於氧化態之染料與InHCF或CuHCF之還原反應太慢也是影響電流與效率的重要因素。此外,C...