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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 陳建彰(Jian-Zhang Chen) | |
dc.contributor.author | Tzu-Ming Huang | en |
dc.contributor.author | 黃子明 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-07-11T15:16:21Z | - |
dc.date.available | 2022-07-31 | |
dc.date.copyright | 2019-07-31 | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.date.submitted | 2019-07-24 | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/78745 | - |
dc.description.abstract | 本研究分為兩部分,第一部分為以氮氣直流脈衝常壓噴射電漿不同處理時間還原鉑氧化鎳複合材料,第二階段為探討不同前驅物溶液比例對於鉑氧化鎳複合材料的影響,同時將製備的材料用於染料敏化太陽能電池(DSSC, dye-sensitized solar cell)之對電極。第一部分為以氯鉑酸與醋酸鎳莫耳數比為2:8混合為前驅物溶液,旋轉塗佈於氟摻雜氧化錫(FTO)導電玻璃,利用氮氣直流脈衝常壓噴射電漿在520℃(電漿源加熱,無另外熱源)以不同處理時間下煅燒還原。第二部分為調整氯鉑酸與醋酸鎳莫耳數比,分別增加為1:1及8:2,希望透過增加氯鉑酸之比例提升至較好的催化活性。一樣將混合之前驅物溶液旋轉塗佈於FTO導電玻璃上,利用氮氣直流脈衝常壓噴射電漿在520℃以45秒處理時間進行煅燒及還原。透過掃描式電子顯微鏡可觀察到鉑氧化鎳複材奈米粒子均勻分布於FTO導電玻璃上,此外,也透過ESCA進行表面化學分析化學組成。經過常壓電漿煅燒還原後,鉑大部分以金屬相形式存在,而鎳元素則以氧化鎳形式存在。進一步透過電化學阻抗分析(EIS)及塔弗(Tafel)特性曲線,分析得到在常壓電漿處理45秒至60秒有較高的交換電流密度(exchange current density),而含有較高比例鉑之鉑氧化鎳複材則有優於傳統鉑對電極的交換電流密度,具有較好的催化活性。經常壓電漿煅燒5秒後即有明顯催化活性的提升,與元件測試效率結果相符合,即在常壓電漿還原5秒後,光電轉換效率、短路電流、填充因子皆有顯著提升。最後得到將氯鉑酸與醋酸鎳莫耳數比為8:2之前驅物溶液經氮氣直流脈衝常壓噴射電漿煅燒還原45秒,可得能與傳統鉑對電極效能相當的染料敏化太陽能電池。 | zh_TW |
dc.description.abstract | A DC-pulse nitrogen APPJ is used to convert Pt-NiOx nanoparticles from liquid precursor films consisting of mixed chloroplatinic acid and nickel acetate. Pt-NiOx is used as counter electrodes (CEs) in dye-sensitized solar cells (DSSCs). The Pt-NiOx nanoparticles are well-distributed on the FTO glass substrates. According to X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results, the reaction product mainly contains metallic Pt and nickel oxide. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Tafel polarization curves reveal the improvement of electrochemical catalytic effects. The APPJ-processed Pt-NiOx nanoparticles on FTO glass substrates are used as the CEs of DSSCs. From J-V curve, the performance of DSSCs with APPJ-processed Pt-SnOx CEs is significantly improved in only 5 s processing time. The properties of samples reach stable status after ~45 s APPJ calcination time. Precursor solutions with three different mole ratios of chloroplatinic acid and nickel acetate are investigated. With adequate nickel oxide composition, the transfer charge current density and the electrochemical catalytic effects are enhanced. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-07-11T15:16:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-108-R06543009-1.pdf: 8383254 bytes, checksum: 4df1bf8c160e8d5b044ac405b3c88670 (MD5) Previous issue date: 2019 | en |
dc.description.tableofcontents | 口試委員審定書 I
致謝 II 中文摘要 III ABSTRACT IV 總目錄 V 圖目錄 XI 表目錄 XV 第1章 緒論 1 1.1 染料敏化太陽能電池簡介 1 1.2 研究動機 3 1.3 論文大綱 4 第2章 基本原理與文獻回顧 5 2.1 染料敏化太陽能電池簡介 5 2.1.1 染料敏化太陽能電池組成與工作原理 5 2.1.2 染料敏化太陽能電池工作特性參數 7 2.2 染料敏化太陽能電池各組成部分 9 2.2.1 工作電極 9 2.2.1.1 導電玻璃基板 9 2.2.1.2 緻密層 10 2.2.1.3 電子傳輸層 11 2.2.1.4 散射層 12 2.2.2 敏化染料 13 2.2.3 電解液 14 2.2.4 對電極 15 2.3 對電極文獻回顧 16 2.3.1 鉑對電極 16 2.3.2 合金對電極 17 2.3.3 非鉑對電極 20 2.4 氧化鎳文獻回顧 24 2.5 常壓電漿基本介紹 25 2.5.1 電漿簡介 25 2.5.2 常壓電漿工作原理 28 2.5.3 常壓電漿之優點及其應用 30 第3章 實驗設計 31 3.1 實驗材料與量測儀器 31 3.2 實驗流程 33 3.2.1 清潔基板 33 3.2.2 光電極製作 33 3.2.2.1 緻密層 33 3.2.2.2 網印二氧化鈦層 33 3.2.2.3 爐管退火 34 3.2.3 吸附染料 35 3.2.4 對電極製作 35 3.2.4.1 鉑對電極 35 3.2.4.2 鉑-氧化鎳對電極 36 3.2.5 氮氣直流脈衝常壓噴射電漿快速煅燒 36 3.2.6 電池組裝 38 3.3 量測儀器介紹 39 3.3.1 光放射光譜儀 (Optical emission spectroscopy, OES) 39 3.3.2 高解析場發射鎗掃描式電子顯微鏡 (Scanning electron microscope, SEM) 39 3.3.3 化學分析影像能譜儀 (Electron Spectroscopy for chemical Analysis System, ESCA) 41 3.3.4 電化學分析 42 3.3.4.1 電化學阻抗頻譜 (Electrochemistry Impedance Spectroscopy, EIS) 42 3.3.4.2 Tafel極化曲線 43 3.3.5 太陽光模擬系統(Solar simulator) 45 第4章 實驗結果與討論 47 4.1 氮氣直流脈衝常壓噴射電漿處理時間對還原鉑-氧化鎳複材對電極染料敏化太陽能電池的影響 47 4.1.1 氮氣直流脈衝常壓噴射電漿光放射光譜 47 4.1.2 鉑-氧化鎳對電極之表面形貌 48 4.1.3 鉑-氧化鎳對電極之表面化學分析 51 4.1.4 鉑-氧化鎳對電極之電化學分析 57 4.1.4.1 電化學阻抗分析 57 4.1.4.2 Tafel 極化曲線分析 61 4.1.5 染料敏化太陽能電池特性參數分析 63 4.2 前驅物溶液比例對還原鉑-氧化鎳複材對電極染料敏化太陽能電池的影響 69 4.2.1 氮氣直流脈衝常壓噴射電漿光放射光譜 69 4.2.2 鉑-氧化鎳對電極之表面形貌 70 4.2.3 鉑-氧化鎳對電極之表面化學分析 72 4.2.4 鉑-氧化鎳對電極之電化學分析 75 4.2.4.1 電化學阻抗分析 75 4.2.4.2 Tafel 極化曲線分析 78 4.2.5 染料敏化太陽能電池特性參數分析 80 第5章 結論與未來展望 87 附錄I:氦氣噴射電漿處理PANI/PEDOT:PSS複合材料 89 I.I 摘要 89 I.II 實驗流程 89 I.III 實驗結果與討論 90 I.III.1 氦氣噴射電漿處理PANI/PEDOT:PSS之表面形貌 90 I.III.2 氦氣噴射電漿處理PANI/PEDOT:PSS之水接觸角 91 I.III.3 氦氣噴射電漿處理PANI/PEDOT:PSS之水平導電度 92 I.III.4 氦氣噴射電漿處理PANI/PEDOT:PSS之DSSC對電極應用 93 I.IV 結論 94 附錄II:氦氣噴射電漿處理電鍍氧化石墨烯 95 II.I 摘要 95 II.II 實驗流程 95 II.III 實驗結果與討論 95 II.III.1 氦氣噴射電漿處理電鍍石墨烯之水接觸角 95 II.III.2 氦氣噴射電漿處理電鍍rGO之DSSC對電極應用 96 II.IV 結論 98 附錄III:氬氣噴射電漿處理甲基纖維素薄膜 99 III.I 摘要 99 III.II 實驗流程 99 III.III 實驗結果與討論 100 III.III.1 氬氣噴射電漿甲基纖維素薄膜之厚度量測 100 III.III.2 氬氣噴射電漿甲基纖維素薄膜之水接觸角 101 III.III.3 氬氣噴射電漿甲基纖維素薄膜之光穿透率 102 III.III.4 氬氣噴射電漿甲基纖維素薄膜之表面化學分析 103 III.IV 結論 105 附錄IV:不同黏結劑用於還原氧化石墨烯與電漿處理關係 106 IV.I 摘要 106 IV.II 實驗流程 106 IV.III 實驗結果與討論 107 IV.III.1 氬氣噴射電漿對rGO乙基纖維素之對電極效果 107 IV.III.2 改變氬氣噴射電漿之電壓對rGO乙基纖維素之對電極效果 108 IV.III.3 不同對電極於氬氣電漿處理下的效果 109 IV.III.4 氦氣噴射電漿對rGO甲基纖維素之對電極效果 111 IV.IV 結論 112 附錄V:氮氣噴射電漿與爐管處理石墨氈之水接觸角比較 113 V.I 摘要 113 V.II 實驗流程 113 V.III 實驗結果與討論 113 V.IV 結論 114 附錄VI:聚苯胺混合氧化鋅用於染料暪畫太陽能電池對電極 115 VI.I 摘要 115 VI.II 實驗流程 115 VI.III 實驗結果與討論 115 VI.III.1 以介電質放電處理PANI對電極 115 VI.III.2 以氬氣但將處理PANI/ZnO對電極 116 VI.IV 結論 118 參考文獻 119 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 氮氣直流脈衝常壓噴射電漿製備鉑-氧化鎳複材於染料敏化太陽能電池之應用 | zh_TW |
dc.title | DC-pulse atmospheric-pressure plasma jet-synthesized Pt-NiOx compounds for dye-sensitized solar cell application | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 107-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 陳奕君(I-Chun Cheng),葉旻鑫(Min-Hsin Yeh),張世航,陳志軒(Chih-Hsuan Chen) | |
dc.subject.keyword | 氮氣直流脈衝常壓噴射電漿,鉑氧化鎳複合材料,染料敏化太陽能電池,對電極,氯鉑酸,醋酸鎳, | zh_TW |
dc.subject.keyword | DC-pulse nitrogen atmospheric pressure plasma jet,Pt-NiOx,dye-sensitized solar cell,counter electrode,chloroplatinic acid,nickel acetate, | en |
dc.relation.page | 132 | |
dc.identifier.doi | 10.6342/NTU201901788 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2019-07-25 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 應用力學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 應用力學研究所 |
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