太陽電池簡介

光合作用

Type of cellEfficienciy (%)Characteristics SiliconCrystalline24high cost Multicrystalline18high cost Amorphous13medium cost, unstable CuInSe 2 19indium expensive III-V semiconductors (GaAs, InP)25High efficiency, high cost II-VI (CdTe)16 Dye-sensitized nanostructured cells 10low cost, scale up production Bipolar AlGaAs/Si20high cost Organic3low cost, low efficiency 太陽電池種類

有機太陽電池原理 優點 : 低成本 缺點 : 低效率

圖 DSSC 光電子工作原理示意圖 [18] 染料敏化太陽電池的原理

特點 : 用奈米顆粒、增加吸收表面積 染料敏化太陽電池的結構

染料敏化太陽電池的反應步驟 1) 照光後，染料分子由基態﹙ S ﹚變為激 發態﹙ S* ﹚ S ＋ hυ → S* 2) 激發態的電子由染料注入 TiO2 顆粒中，而染料分子自 身被氧化 S* → S+ ＋ e- (<100 fs femtosecond transient absorption spectroscopy ) 3) 氧化態 S+ 與還原劑反應，變回基態，還原劑則被氧化 2S+ ＋ 3I- → 2S ＋ I3- 4) 被氧化的還原劑又被對電極上的電子再次還原 I3- ＋ 2e- → 3I-

N3 dye 分子結構

染料敏化太陽電池特色與優勢 製作簡易，價格低廉，適合量產。 (1/10 of Si) 可導入大尺寸之製程，能製成可饒式外型， 應用多元化。 材料無毒性，不會造成環境污染

Principle of silicon solar cell Valence – conduction band Transition Problem: Excition 防害電子的收集 P-N Junction

Si 太陽電池之結構

I-V curve Voc~ 0.75 V, J SC ~ 17.7 mA/cm 2, Efficiency ~ 10 %

可彎式 可彎式太陽電池圖 η~ 4% TCPPBlack rice N3

電將兩電極接至三用電 表，負端接 TiO 2 工作電 極，正端接鍍有碳膜之 對電極。 將塗有 TiO 2 薄膜之電極 面朝上，置於模擬燈源 或陽光下測試即可。 以上實做流程均於戴明鳳教授指導之實驗室拍攝 太陽電池實驗產生電流圖

太陽電池 太陽電池之各種應用