以sol-gelNiOx阻障层提升染敏太阳电池效率之研究.PDF

Nanometer-Scale Technology and Materials Symposium 2013 Changhua, Taiwan, 13, December 2013 以 sol-gel NiOx 阻障層提升染敏太陽電池效率之研究 李宜叡 1 2,* 姚品全 1 大葉大學電機工程學系 2 大葉大學材料科學與工程學系 * pcyao@mail.dyu.edu.tw 摘 要 本研究以溶膠-凝膠法(Sol-Gel)沉積 NiO 阻障層(blocking layer)於奈米 TiO 工作電極之上， x 2 以抑制染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cells,DSSC)的暗電流，提升其光電轉換效率。 SEM-EDS 實驗顯示：經過退火的 p 型 NiOx 半導體薄膜，可成功披覆在 bare TiO2 上並增加 TiO2 電極的孔隙度；以 UV-vis 光譜量測工作電極上 N719 敏化劑(sensitizer)的批覆量，顯示以 NiOx 修飾的 TiO 工作電極，可增加 N719 批覆量；暗電流量測顯示具有 NiO 阻障層的 TiO 工作電 2 x 2 極的起始電壓較高，證明 NiOx 阻障層可以有效抑制暗電流。DSSC 光電轉換效率量測，以 AM1.5 模擬太陽光源照射元件，結果顯示：以 NiOx 修飾的 TiO2 工作電極，其光伏效率(photovoltaic efficiency, ) ，與相同情況下未修飾的TiO2 工作電極相較，有很明顯的提升；以電化學阻抗分 析儀(EIS)分析上述元件，結果顯示 NiOx 阻障層能抑制光電子的逆向傳輸(back transfer) ，阻礙 光電子在 TiO 工作電極與氧化態碘三根(triiodide, I3-)復合。綜合上述實驗。我們證明 NiO 阻障 2 x 層的優勢與作用。 關鍵詞：氧化鎳(NiO) 、溶凝膠法(Sol-gel) 、染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell) 、阻 障層(blocking layer) Modified Dye-sensitized solar cells