[[alternative]]Spectro-properties of organic dye triphenylamine derivative HCH4 under the various temperatures

碩士[[abstract]] 在染料敏化太陽能電池中染料扮演了關鍵性的角色，它的功能是吸收太陽光後釋放出電子，染料是影響染料敏化太陽能電池中光電轉化效率的主要因素。本研究是將有機染料HCH4分別以粉末和薄膜態測量吸收光譜和光致發光光譜，並考量在地球各種不同環境下不同的溫度(200K至400K)，以了解染料在不同溫度下的光譜特性，藉此判斷其穩定性及變化情形。經由吸收以及PL光譜發現，有機染料HCH4在高溫時的效果較佳。[[abstract]]One of the main material in dye-sensitized solar cell is the dye photosensitizer, which can absorb photons and release electrons. The dye photosensitizer is the key factor of incident photon conversion efficiency (IPCE). In this study, we measure both absorption and PL spectra of an organic dye, HCH4, in both powder and film in temperature range from 200 to 400K. By this work, we can conjecture the stability and variability of dye HCH4. Through this observation, we find that organic dye HCH4 has higher efficiency in high temperature.[[tableofcontents]]目錄 致謝.......................................................I 中文摘要................................................. II Abstract............................................... III 圖目錄................................................... V 表目錄................................................... VI 第1章 序論..................................................1 1-1 前言...................................................1 1-2 太陽能電池的發展概況......................................1 1-3 太陽能電池的種類..........................................3 1-3-1 矽太陽能電池 ...........................................4 1-3-2 薄膜型太陽能電池........................................5 1-3-3 新型太陽能電池.........................................6 第2章 基本原理...............................................8 2-1染料敏化太陽能電池之發展背景.................................8 2-2染料敏化太陽能電池的基本結構及工作原理.........................9 2-3染料分子................................................12 2-3-1染料種類..............................................12 2-3-2染料特性..............................................14 2-4 吸收光譜及光致發光光譜....................................16 2-5 研究動機...............................................18 第3章 儀器設備與實驗步驟......................................19 3-1 儀器介紹...............................................19 3-2 實驗步驟...............................................20 第4章 樣品介紹..............................................24 第5章 實驗結果與討論.........................................26 5-1 吸收光譜...............................................26 5-2 光致發光...............................................32 第6章 結論.................................................38 參考文獻...................................................39 圖目錄 圖 1-1、太陽能電池種類........................................3 圖 1-2、原子排列組態可區分成三種類型的矽太陽能電池.................4 圖 2-1、染料敏化太陽能電池織結構圖.............................10 圖 2-2、染料敏化太陽能電池之運作示意圖 ..........................10 圖 2-3、影響電池轉換料率的再結合路徑............................11 圖 2-4、有機金屬染料N3、N719、Black dye......................12 圖 2-5、染料C217之結構與轉換效率..............................14 圖 2-6、螢光磷光放射示意圖....................................16 圖 3-1、HCH4的粉末態（左）及薄膜態（右）........................20 圖 3-2、染料HCH4樣品放置處...................................21 圖 3-3、白光吸收實驗示意圖....................................22 圖 3-4、PL實驗示意圖........................................23 圖 4-1、HCH1~HCH4系列三苯胺類衍生物染料.......................24 圖 4-2、以三苯胺為推電子基團的染料.............................25 圖 5-1、粉末狀態的HCH4於常溫常壓下的吸收光譜....................26 圖 5-2、薄膜狀態的HCH4於常溫常壓下的吸收光譜....................27 圖 5-3、粉末狀態的HCH4於溫度200K、260K、320K、380K的吸收光譜....28 圖 5-4、粉末狀態的HCH4之吸收光譜在不同溫度的峰值強度變化..........28 圖 5-5、吸收光譜在不同溫度的積分面積比較........................29 圖 5-6、薄膜狀態的HCH4於溫度200K、260K、320K、380K的吸收光譜....30 圖 5-7、薄膜吸收峰值隨溫度變化圖..............................30 圖 5-8、薄膜狀態的HCH4於溫度200K-400K的吸收積分面積比較.........31 圖 5-9、粉末狀態的HCH4於常溫常壓下的PL圖.......................32 圖 5-10、薄膜狀態的HCH4於常溫常壓下的PL圖......................33 圖 5-11、粉末狀態的HCH4於溫度200K-400K的PL光譜................34 圖 5-12、粉末狀態的HCH4於溫度200K-400K的PL積分面積比較........ 34 圖 5-13、薄膜狀態的HCH4於溫度200K-400K的PL光譜.............. 35 圖 5-14、薄膜狀態的HCH4於溫度200K-400K的PL積分面積........... 35 圖 5-15、粉末態吸收與PL積分面積比值.......................... 37 圖 5-16、薄膜態吸收與PL積分面積比值............................37 表目錄 表 1-1、矽太陽能電池的種類特性比較..............................4 表 1-2、矽薄膜太陽能電池的主要優缺點.............................5 表 1-3、化合物半導體太陽能電池之特性比較.........................6 表 3-1、實驗儀器來源與規格....................................19[[note]]學號: 697210267, 學年度: 9