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研究生： 江舜琦
Shun-Chi Chiang
論文名稱： 設計與合成具吡啶基噻吩並咪唑之金屬錯合物並應用於染敏電池
Design and Synthesis of pyridyl thieno[3,4-d]imidazole Based Metal Complexes for Dye Sensitized Solar Cell Applications
指導教授： 李文仁
Wen-Ren Li
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2017
畢業學年度： 105
語文別： 中文
論文頁數： 116
中文關鍵詞： 染料敏化太陽能電池
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    • 在現今眾多能源科技發展中，染料敏化太陽能電池具有許多優點，如:製成容易、低成本及具可撓曲等，故成為現今研究的重點之一，而在染料敏化太陽能電池中，所使用的光敏染料扮演著重要的角色。其中金屬錯合物染料與純有機染料各有其優缺點，故如何綜合兩者特性而開發出新型染料成為我們感興趣的研究題目。
    本實驗室所開發的一系列的有機-無機混成光敏染料，是結合了純有機染料的多變性與無機染料的高吸收度。我們的設計理念即是在純有機染料內引入了可與金屬配位的pyridyl thieno[3,4-d]imidazole官能基，藉此我們的有機染料即可與金屬進行錯合進而誕生出一種新型的混成光敏染劑。希望能因此為染料敏化太陽能電池中之光敏染料的結構設計與合成上開闢出一個新的領域並達到改善整體光電轉換效率的結果。

    Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs) have been one of the mostly studied technologies because of their advantages like simple fabrication process, low cost, and flexibility, etc. Metal complexes and organic dyes have their own advantages; therefore, combining them together might afford a novel and efficient sensitizer, has become our goal of research.
    We designed a series of organic-inorganic dyes consisting pyridyl thieno[3,4-d]imidazole ligand. The pure organic sensitizer can coordinate with metal and form transition metal complex to be a hybrid sensitizer. Our new design of hybrid sensitizers might open up a new window in the field of dye sensitized solar cells and achieve enhanced efficiency.

    中文摘要 i 英文摘要 ii 謝誌 iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 ix 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 太陽光譜介紹 3 1-3 太陽能電池的發展 4 1-3-1 矽晶太陽能電池 5 1-3-2 化合物形式太陽能電池 7 1-3-3 有機型太陽能電池 7 1-3-4 鈣鈦礦薄膜太陽能電池 9 1-4 染料敏化太陽能電池 11 1-4-1 基本構造 11 1-4-2 元件製成方法 12 1-4-3 工作原理 13 1-4-4 半導體電極 16 1-4-5 電解液 18 1-4-6 光敏化染料 19 1-4-7 太陽能電池電壓-電流輸出特性 20 1-4-8 鋅金屬光敏染料文獻探討 22 1-4-9 其他金屬之光敏染料 26 1-4-10 有機光敏染料 26 第二章 結構設計概念與動機 28 第三章 實驗流程與討論 32 3-1 合成策略 32 3-2光物理性質研究及探討 42 3-3電化學特性研究及探討 42 3-4結論與未來展望 45 3-5實驗步驟與光譜數據 46 四、材料及儀器 66 4-1 實驗藥品 66 4-2 實驗儀器 66 4-2-1 核磁共振光譜儀（Nuclear magnetic resonance spectroscopy） 66 4-2-2 紫外光-可見光譜儀（UV-vis spectrophotometer） 67 4-2-3 高解析質譜儀（High Resolution Mass） 67 4-2-4 電化學分析儀 (electrochemical analyzer) 67 4-2-5 單晶X光結構繞射儀 (X-ray Diffractometer) 68 參考文獻 69 附錄 71  

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