小电池大发现

小電池大發現二年五班鄭耀瑜二年六班李曼慈二年六班藍丹青二年六班侯辰軍指導老師郭虹汶老師國立馬公高中染料敏化太陽能電池一、研究動機環境與綠色能源： 全球暖化、溫室效應、能源危機……。學校離島菁英計畫課程的學習

二、研究目的嘗試讓同學在學習染料敏化太陽能電池實驗時能更多元、更普及；並研究它們在不同酸鹼度的電解液下產生電壓值、耐用時間的差異，進一步瞭解這些染料在該小電池中耐用程度的表現，期使對未來學習研究者能多所助益。

ITO導電玻璃ITO導電玻璃

TiO2

碳膜(C.E.)

e-[TiO2]+[C.E.]→TiO2+e-[C.E.]

三、原理介紹染料敏化太陽能電池的發電原理如下圖：

e-e-e-碘化鉀電解液DyeDye+e-lightDye*+TiO2→Dye+e-[TiO2]+

Dye++3/2I-→Dye+1/2I3-

e-e-四、實驗簡介電解液的酸鹼對染料敏化太陽能電池的影響：開路電壓、壽命二氧化鈦膜濃度的影響不同正極電極對染料敏化太陽能電池的影響電解電解液五、實驗：酸鹼對染料敏化太陽能電池的影響ITO導電玻璃(2cmx2cm)200片奈米級二氧化鈦(20nm)白色粉末稀醋酸介面活性劑X-100(些許)隱形膠帶(數卷)載玻片(數片)滴管(數支)研缽(一個)量筒(20ml數個)蠟燭(數支)自製染料(包括仙人掌果、乾燥綠藻粉末…)碘化鉀電解液次乙基乙二醇500ml2~3瓶氫氧化鈉溶液NaOH(s)鹽酸蒸餾水分度滴量管數枝錐形瓶(50ml)7個塑膠瓶(50ml)8個實驗器材：六、實驗流程1.將ITO導電玻璃用酒精擦拭乾淨3.用隱型膠帶貼出三邊約0.2cm的邊寬4.以20cm3的二氧化鈦粉末，加入8ml稀醋酸與X-1004滴至研缽中，再研磨至泥狀。2.用三用電錶測出其導電面6.塗好等其乾個2分鐘5.用載玻片將二氧化鈦塗至ITO玻璃上。7.塗好後拿至烤箱烘烤(130度，烤10分)8.用蠟燭將碳鍍在另一塊ITO導電玻璃上9.將含有二氧化鈦的玻璃放置各染劑中10.將以製好兩塊導電玻璃組合，並用長尾夾固定。11.調製各種酸鹼度的電解液13.用三用電錶測量，並記錄下來。12.滴入各種不同酸鹼度的電解液電解液中加入HCl單位:ml未加0.010.020.030.040.06開路電壓單位:mV93140140130115100待機壽命1週以上3小時2小時2小時1小時1小時七、實驗結果電解液中加入NaOH單位:ml未加0.010.020.030.040.050.060.080.10.2開路電壓單位:mV93210227145167153113283346400待機壽命1週以上1週3天綠藻染料在不同酸鹼度的開路電壓電解液中加入HCl

單位:ml未加0.010.020.030.040.060.08開路電壓單位:mV2078790105605710待機壽命1週以上4小時4小時4小時仙人掌染料在不同酸鹼度的開路電壓電解液中加入NaOH單位:ml未加0.010.020.030.040.050.060.080.10.2開路電壓單位:mV207186280110176140193423363330待機壽命1週以上3小時

0.060.0300.030.060.080.10.20.2

0.060.0300.030.060.080.10.2

mlmV

0.060.0300.030.060.080