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以海綿狀氧化石墨烯作為可印刷式電解質的奈米填充劑並應用在高效能擬固態染料敏化太陽能電池

主軸一鄧熙聖召集人、主軸四李玉郎召集人

在擬固態染料敏化太陽能電池中,海綿狀氧化石墨烯(GOS)首次被應用在含有聚乙二醇和聚偏二氟乙烯膠化劑的印刷型電解質中當作奈米填充劑。本研究中探討不同濃度GOS填充劑對於電解質之離子擴散度與導電率,以及對電池性能之影響。實驗結果顯示,GOS的使用會顯著增加電解質的擴散度與導電率。在電解質中加入1.5 wt.%的GOS會降低電池中白金對電極與電解質界面的電荷轉移阻力,同時增加光電極與電解質界面的再結合阻力;使用此電解質的擬固態染敏電池,相對於液態元件及其他已發表且使用含有石墨烯材料的膠態電池,具有更高的光電轉換效率(8.78%),而此高效能主要是開路電壓和填充因子的增加,以及電流密度略微降低之結果。此外,經過500小時於黑暗中60oC的穩定性測試之後,電池效率仍可保持其初始值的86%。具有GOS填充劑的擬固態電池相較於無填充劑之元件可呈現更佳的長效穩定性,此結果顯示GOS填充劑在測試中不會造成光電極上的染料脫附現象,因而可推斷針對擬固態染敏電池之效率與穩定性等方面,GOS相較於二氧化鈦具有更優異之填充劑表現。

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