濃度對染料敏化太陽能電池發電的影響

專題名稱濃度對染料敏化太陽能電池發電的影響

專題描述現在地球暖越來越嚴重，發電廠產出的污染氣體就是其中的一個原因，所以各國政府開始研發各種再生能源，其中太陽能發電是台灣發電量目前佔比最的再生能源，超過了風力、水力、地熱、生質能等發電。但是常見的太陽陽電池不僅佔地面積太，價格還過於昂貴，因此台灣的都民眾都不太願意購買並按裝太陽能電池，所以我們想要推廣一種成本低製作又簡單太陽能電池，於是我們到網上搜尋資料，找到了一種叫染料敏化太陽能電池太陽能電池【 dye-sensitized solar cell，縮寫為DSSC 】的太陽能電池，我們要利用過期的咖啡渣作為本次實驗的染料，既不浪費又能廢物再利用。我們要把咖啡渣，利用燒杯來萃取出咖啡渣的染料。若是萃取成功，那能否正常發電，及不同染料濃度跟薄碳層濃度會不會影響發電效應？這些都是我們迫切想知道的問題。

隊伍名稱太陽的恩賜

指導老師劉譯聲　劉鎧誼

參賽學生張元暢　賴禹昊　林宥良　朱顯仁

序號檔案內容上傳者最後修改
5作者 胡焯淳、林自奮
來源 國立台東大學自然科學教育學系助理教授
描述 近幾年來，隨著人口的增長及工業的發展，地球上可供利用的能源逐漸短 缺。除了要呼籲人們節省能源外，開發其他可再生能源是刻不容緩的事情。可再 生能源中，以太陽能源應用於生活中最為常見，市面上太陽能車、太陽能熱水器 的出現，證實了太陽能源的利用已被高度的重視與廣泛的開發，Gratzel 等人在 1991 年發表光電轉換率達 8%的低值染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cells;DSSC) (Graztzel & O'Regan，1991)，於 1997 年其光電轉換率更提高到 10~11%，此一發展更是奠定了染料敏化太陽能電池未來具有相當大的發展潛力 (張仕欣，民 94)。以二氧化鈦為原料，與矽晶圓相比，可大幅降低成本，耐熱 的穩定性及產品透明度也更適用於遮陽車窗及玻璃鏡面(曾玠郡，2006)。
本教學活動所設計的染料敏化太陽能電池，目的在於教導學生如何將太陽能 轉換為電能，利用目前耳熟能詳的奈米級銳鈦礦型二氧化鈦，也就是光觸媒之一 (呂宗昕，民 92)，結合生活中容易取得之材料，製作出太陽能電池，亦打破以往 傳統太陽能電池過於繁複的製作過程。		林宥良2024/9/26 上午 09:32:30
4作者 戴明鳳、 邱立翰
來源 https://www.hackteria.org/wiki/images/c/c6/DSSC%E6%88%B4%E6%98%8E%E9%B3%B3.pdf
描述 這篇文章是在奈米解釋 TiO2晶粒和藍莓或覆盆子的汁液作為染料
DIY 製作染料敏化奈米晶化太陽電池。		張元暢2024/9/25 下午 08:52:59
3作者 戴明鳳
來源 清華大學物理系教授
描述 太陽能是目前人類使用最環保的綠色能源之一，缺點就是成本高，而且發電效率仍然有改善­空間，怎麼樣能更進步呢？清華大學戴明鳳教授推廣DIY太陽能電池，帶領學子學習製作D­IY太陽能電池，用的材料很特殊但也很家常，像是藍莓果汁、食用醋、洗碗精、甚至是用來­做面膜的敷臉材料，成本不用百元。		賴禹昊2024/9/25 下午 08:31:34
2作者 游雪驊
來源 第八屆旺宏科學獎
描述 本研究的目的是探討以不同海藻萃取之葉綠素作為染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized
Solar Cell，DSSC)的染劑。DSSC 是具有可接受日照光譜範圍大、高溫條件下電力輸出較高、 及低光量下仍有高轉換效率、製程簡易等優點，使太陽能電池低價化與普及化可能性大幅的
增加。擬球藻(Nannochloropsis spp.)，周氏扁藻(Tetraselmis spp.)，龍鬚菜(Gracilaria spp.)，石
蓴(Ulvales spp.)四種藻類萃取液所製備的 DSSC 中，以石蓴萃取液組能在不同光照強度下產生
最高的電壓，且光照強度越強，電壓越高，而龍鬚菜萃取液組能在 35 Lux 下即能產生相當大
的電壓，可供室內小家電之使用，但其在光照強度超過 500 Lux 後，反而只能產生極少的電 壓。四種海藻的葉綠體都是在 360-400 nm 間有較大的光電轉化效率(2.05~4.62%)，其中，仍 然是葉綠体較大的周氏扁藻其光電轉化效率較大，其次是擬球藻與石蓴，龍鬚菜仍然是最少 的。利用掃描式電子顯微鏡，海藻葉綠素之 DSSC 產電效率可由該海藻的葉綠體的大小來推 論，其中石蓴的葉綠體最大，龍鬚菜的葉綠體最小		朱顯仁2024/9/25 下午 06:16:32
1作者 吳鎮國、林　鴻、盧以昕、許仲成、陳欣卉／臺大光電所碩士班二年級 吳育任／臺大電機系教授
來源 臺大電機系科普系列
描述 這篇文章在講太陽能電池的原理		朱顯仁2024/9/25 下午 05:57:44

序號封面照內容說明上傳者最後修改
8類別 相簿集
名稱 浸泡導電玻璃
說明
我們再用染料浸泡導電玻璃。		朱顯仁2024/9/27 上午 10:07:41
7類別 相簿集
名稱 過濾咖啡
說明
我們再利用咖啡濾紙過濾咖啡染料。		張元暢2024/9/26 下午 06:57:02
6類別 相簿集
名稱 滴電解液
說明
我們再把染料敏化太陽能電池裡滴入電解液。		張元暢2024/9/26 下午 02:18:46
5類別 相簿集
名稱 萃取染料
說明
我們正在加熱板用咖啡渣渣來萃取染料有x4 x3 x2 xl 的染料濃度		林宥良2024/9/26 下午 01:05:48
4類別 相簿集
名稱 薄碳層
說明
我們在導電玻璃上塗抹 分別是2B 4B 6B 8B等不同濃度的薄碳層		賴禹昊2024/9/25 下午 08:03:15
3類別 相簿集
名稱 觀看歷屆作品
說明
我們再參考討論歷屆作品，學習前幾年別組做品的優點。		張元暢2024/9/25 下午 07:53:49
2類別 相簿集
名稱 測試導電面
說明
我們在使用三用電表測試哪一面才是導電面。		張元暢2024/9/25 下午 07:51:45
1類別 相簿集
名稱 清洗
說明
我們在清洗導電玻璃		朱顯仁2024/9/24 下午 09:36:21

序號內容上傳者最後修改
8作者 張元暢
標題 團隊內的糾紛
內容
我們在做比賽時，偶爾會因為有人偷懶，或意見不同，而發生糾紛。我們這個團隊不會被衝突、吵架、糾紛給打敗，我們會試著站在別人的角度來解決問題，我們會控制住自己的情緒，不跟別人去吵架，會輕聲細語的提醒其他隊員。有的時候團隊精神是比任何事還要重要。就像美國NBA的球員，就算他球技在厲害，沒有一個配合極好的團隊，他永遠都得不了冠軍。一個團隊，難免會吵架，但是不要因為團隊內發生了糾紛就輸了這場比賽，團隊精神，永遠都是一個團隊中最重要的事情。

張元暢2024/9/27 上午 09:30:18
7作者 賴禹昊
標題 查詢資料
內容
我們小組會把我們查詢到的資料連結複製到我們的書面報告 並且會小組討論如何進行分析 最後把挑選好的資料 附上照片 複製到書面報告及檔案庫。

賴禹昊2024/9/26 下午 01:18:25
6作者 朱顯仁
標題 實驗過程
內容
首先，要先取出導電玻璃，接著要用乙醇清洗導電玻璃，接下來要將導電玻璃夾到衛生紙上測導電面，最後要將它放進容器裡

朱顯仁2024/9/26 下午 01:03:35
5作者 賴禹昊
標題 實驗時的困難
內容
二氧化鈦塗抹並不是一件很容易的事情 首先 在加熱二氧化鈦時要時刻控制攪拌時間 不能多也不能少 好了之後 塗抹在導電玻璃上也是一件困難的事 如果沒有專業人士在旁邊 很難去做到 不能太薄 也不能太厚 而且非常容易破開 另外 塗抹薄碳層時 要注意銳利的玻璃 我們組員就因沒注意到而受傷了⋯⋯

賴禹昊2024/9/26 下午 01:01:53
4作者 張元暢
標題 實驗注意事項
內容
再拿玻璃的時候一定要十分小心，以免摔碎。
實驗一定要格外細心，以免引響實驗結果。
實驗時要有耐心(過濾咖啡的時候要有耐心)。
在處理玻璃時不要用手直接觸碰玻璃要用夾子，才不會被割傷。
在利用加熱版烤Tio2的時候要小心，避免被燙傷。
在滴電解液時，要慢慢的滴。

張元暢2024/9/26 下午 12:58:23
3作者 林宥良
標題 實驗心得
內容
在做實驗的時候我們有時候有小小的爭執（之後就解決了!）我們要互相合作減少爭執，這樣我們不但可以更快的把作品做好，也可以讓我們的感情變的比以前更要好。我還暸解到染料敏化太陽能電池的用途！

林宥良2024/9/26 上午 11:00:20
2作者 朱顯仁
標題 實驗心得
內容
我們在清洗導電玻璃的時候遇到了
一些小問題比如夾子不夠 、手碰
到導電玻璃還要重洗、過濾咖啡
的時候要有耐心，但是整個過程
還是很順利

朱顯仁2024/9/26 上午 09:09:58
1作者 賴禹昊
標題 實驗心得
內容
本次實驗進行得還算順利 但過程有些小意外
不過卻讓我們越來越懂的團結合作
以及在老師的輔助下 和班上同學提供的材料及幫助
才得以讓我們共度難關

賴禹昊2024/9/26 上午 09:06:09

序號封面簡介（摘要）上傳者最後修改
5書名 有機與塑膠太陽能電池
作者 張正華.李陵嵐.葉楚平.楊平華
出版社 五南
簡介（摘要）
本書簡要地介紹太陽電池發展歷史、發電原理、電池分類以及半導體電子狀態、光電性質和界面型態等基礎知識,並著重闡述兩種新型的太陽電池：有機太陽電池和塑膠太陽電池的原理、器件組成和發展前景。是當前最新研究成果。
導讀
本書簡要地介紹太陽電池發展歷史、發電原理、電池分類以及半導體電子狀態、光電性質和界面型態等基礎知識,並著重闡述兩種新型的太陽電池：有機太陽電池和塑膠太陽電池的原理、器件組成和發展前景。是當前最新研究成果。
本書可供從事太陽電池研究、設計的各類工程技術人員和對太陽應用感興趣的有關人員閱讀,並可供大專院校師生作為新能源方面的參考。		賴禹昊2024/9/25 下午 09:01:41
4書名 太陽能光電技術
作者 郭浩中, 賴芳儀, 郭守義
出版社 五南
簡介（摘要）
本書共分為9章，從半導體基本原理到各種不同材料之運作原理和元件結構皆涵蓋在內。第3、4章以佔據市場率最高的矽晶太陽能電池為主；第5章以效率接近矽晶而成本最低的CIGS薄膜太陽能電池為主；第6章介紹效率最高的III-V多接面太陽能電池。第7章著重尚以學術界研發為主的新穎太陽能電池技術介紹。最後第8、9章則讓大家了解太陽能電池的應用及目前高科技的奈米檢測技術。
導讀
本書共分為9章，從半導體基本原理到各種不同材料之運作原理和元件結構皆涵蓋在內。第3、4章以佔據市場率最高的矽晶太陽能電池為主；第5章以效率接近矽晶而成本最低的CIGS薄膜太陽能電池為主；第6章介紹效率最高的III-V多接面太陽能電池。第7章著重尚以學術界研發為主的新穎太陽能電池技術介紹。最後第8、9章則讓大家了解太陽能電池的應用及目前高科技的奈米檢測技術。
內容涵蓋範圍廣泛，適合有志從事太陽光電研發、生產和應用的工程技術人員閱讀，也可作為研究生和大學高年級學生固態照明課程的教科書或半導體物理、材料科學、照明技術和光學課程的參考書。
林宥良2024/9/25 上午 10:23:30
3書名 太陽能分佈式光伏發電系統設計施工與運維手冊（第3版)
作者 李鍾實
出版社 機械工業出版社
簡介（摘要）
《太陽能分佈式光伏發電系統設計施工與運維手冊 第3版》是一部關於分佈式光伏發電項目設計、施工、應用與運維方面的知識性、技術性和資料性圖書，着重體現了分佈式光伏發電從技術理論到落地實操的對應與轉化。
導讀
《太陽能分佈式光伏發電系統設計施工與運維手冊 第3版》是一部關於分佈式光伏發電項目設計、施工、應用與運維方面的知識性、技術性和資料性圖書，着重體現了分佈式光伏發電從技術理論到落地實操的對應與轉化。
《太陽能分佈式光伏發電系統設計施工與運維手冊 第3版》緊密結合光伏產業新形勢、新技術，與產業人才的知識需求和崗位需求相匹配，在介紹太陽能光伏產業發展及分佈式光伏發電系統原理、構成與應用、投資收益和新技術的基礎上，結合實際，先後對分佈式光伏發電的項目申報及站址勘察、系統集成設計、併網接入設計、系統整體配置、設備部件選型及設計等內容進行了詳細介紹，並給出了實用的設計方法和計算公式；對光伏發電儲能系統的原理構成及應用進行了專門講解；對分佈式光伏發電系統的安裝施工、檢測調試、運行維護與故障檢修等內容進行了具體闡述；最後以幾個不同形式的分佈式光伏發電系統(站)實際工程為例，對分佈式光伏發電項目的整體設計思路、系統配置和構成等內容進行了梳理、展示和解讀，供讀者加深理解和參考借鑒。附錄部分提供了相關實用技術資料。		張元暢2024/9/25 上午 08:25:42
2書名 鐵道偵探大歷險5【澳洲篇】：失控的太陽能特快車（英國國家圖書獎兒童小說類年度圖書系列作） Adventures on Trains: Sabotage on the Solar Express
作者 M.G. 里奧納, 山姆．賽吉曼
出版社 小熊出版
簡介（摘要）
為了因應現今地球面臨著氣候變遷的嚴峻挑戰，知名的科技業億萬富翁奧古斯特．雷薩以創造能對環境友善與永續發展的火車為宗旨，宣布設立「最佳新型態能源列車」的設計競賽，並開出豐厚的獎金，提供機會讓優勝者和雷薩科技合作製造火車頭原型，因而吸引全球各路好手一同角逐設計競賽的殊榮。而在眾多競爭者中脫穎而出的最終贏家，以及他奪下優勝的祕密，就藏在那片熱情的紅色大地──澳洲！

導讀
為了因應現今地球面臨著氣候變遷的嚴峻挑戰，知名的科技業億萬富翁奧古斯特．雷薩以創造能對環境友善與永續發展的火車為宗旨，宣布設立「最佳新型態能源列車」的設計競賽，並開出豐厚的獎金，提供機會讓優勝者和雷薩科技合作製造火車頭原型，因而吸引全球各路好手一同角逐設計競賽的殊榮。而在眾多競爭者中脫穎而出的最終贏家，以及他奪下優勝的祕密，就藏在那片熱情的紅色大地──澳洲！
於是，哈爾和納特舅舅不遠千里的來到澳洲，先搭乘甘號列車前往愛麗斯泉，滿心期待來到象徵「澳洲精神」的心臟地帶，參與得獎列車「太陽能特快車」的風光啟程，親眼見證這輛結合了氫能和太陽能等潔淨能源，將引領未來綠色運輸發展的劃時代列車。就算旅途中必須和雷薩科技的刁蠻大小姐重逢，哈爾也毫無怨言！萬萬沒想到，當眾人一踏上「太陽能特快車」，一切立刻變了調……		張元暢2024/9/24 下午 08:49:42
1書名 台灣光電綠能通識讀本：從太陽能板、反核到生態浩劫、黑金弊案，一次讀懂台灣的能源危機 (電子書)
作者 鄭麗文
出版社 啟動文化
簡介（摘要）
綠電是政治正確，是全球趨勢，卻不該變成簡單粗暴的「運動化」。任由光電開發，肆無忌憚地破壞自然環境，讓政策凌駕國土永續的美意，利益高於生存空間的考量，已是本末倒置。
導讀
綠電是政治正確，是全球趨勢，卻不該變成簡單粗暴的「運動化」。任由光電開發，肆無忌憚地破壞自然環境，讓政策凌駕國土永續的美意，利益高於生存空間的考量，已是本末倒置。再生能源的利用固然有其必要性，但並非完全不會對環境造成傷害，只是相對較少。而背後隱藏的亂象，諸如小二甲爭議、生態破壞到黑金貪腐，全民都該正視。		朱顯仁2024/9/24 下午 01:18:55

序號截圖網站簡介上傳者最後修改
5網站名稱 感染你的生活～染敏電池製作
網址 https://www.youtube.com/watch?v=-v5VJmfGT8c
網站簡介
這個影片是在講整個染料敏化太陽能電池製作過程。		林宥良2024/9/26 下午 12:59:32
4網站名稱 PCE-染料敏化太陽能電池製作
網址 https://www.youtube.com/watch?v=nXJtCOrCE5E
網站簡介
本次實驗以染料敏化太陽能電池的製作過程 及發電原理 並測試染料敏化太陽能電池是否真的能發電。		賴禹昊2024/9/25 上午 11:17:02
3網站名稱 PCE-染料敏化太陽能電池製作
網址 https://student.hlc.edu.tw/action/link/674/20230927140115508.jpghttps://www.youtube.com/watch?v=nXJtCOrCE5E
網站簡介
這個影片是在解釋如何製作染料敏化太陽能電池，以及它的注意事項，例如:要加入幾滴的冰醋酸或是要使用己克的Tio2。影片中還有很多的實驗內容和我們不一樣，值得我們去製作。		張元暢2024/9/25 上午 08:24:13
2網站名稱 染料敏化電池應用於智慧家庭技術－2020全球百大科技研發獎獲獎
網址 https://www.youtube.com/watch?v=B4pCTjsjSE4
網站簡介
心得感想：現在，因為乾電池丟棄後除裡不當，對環境造成很大的衝擊。於是研究院與台塑公司技術合作研發染料敏化電池應用智慧家庭技術；只要3根蠟燭亮度的弱光即可產生電力，因為它使用的材是低毒性
丟棄時可以大幅減少對環境的引響就，就可以真正的實現環保化，三台塑公司利用染料敏太陽能電研發了一種。染料敏太陽能電可以回收室內日光燈或窗邊的太陽光幾乎實現了百分之百的自主用電。鎖定智慧生活、健康樂活、永續環境三大應用領域與智慧化共通技術。		張元暢2024/9/24 下午 09:45:31
1網站名稱 染料敏化電池應用於智慧家庭技術－2020全球百大科技研發獎獲獎
網址 https://www.youtube.com/watch?v=B4pCTjsjSE4
網站簡介
心得感想：隨著科技的進步也衍伸出地球環暖化與破壞的問題，根據預估一個智慧家庭在2022年,將裝置500個感測器, 感測器上的乾電池, 若沒有妥善回收處理, 將會造成環境的嚴重迫害，台塑公司聯手研究院開發出只要「三根蠟燭」的弱光就能發電的神奇技術鎖定永續生活的目標，這項研究不只降低對自然環境的污染還提升台灣在國際的競爭力。
朱顯仁2024/9/24 下午 08:28:23

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 現在地球暖越來越嚴重，發電廠產出的污染氣體就是其中的一個原因，所以各國政府開始研發各種再生能源，其中太陽能發電是台灣發電量目前佔比最的再生能源，超過了風力、水力、地熱、生質能等發電。但是常見的太陽陽電池不僅佔地面積太，價格還過於昂貴，因此台灣的都民眾都不太願意購買並按裝太陽能電池，所以我們想要推廣一種成本低製作又簡單太陽能電池，於是我們到網上搜尋資料，找到了一種叫染料敏化太陽能電池太陽能電池【 dye-sensitized solar cell，縮寫為DSSC 】的太陽能電池，我們要利用過期的咖啡渣作為本次實驗的染料，既不浪費又能廢物再利用。我們要把咖啡渣，利用燒杯來萃取出咖啡渣的染料。若是萃取成功，那能否正常發電，及不同染料濃度跟薄碳層濃度會不會影響發電效應？這些都是我們迫切想知道的問題。張元暢2024/9/27 上午 10:27:04