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以非對稱式交流電鍍沉積白金薄膜作為染敏太陽電池對電極之研究

為了解決EQC 400的問題，作者韓青邑 這樣論述：

本研究分為兩個部分，第一部分為以改良式哈莫法(Modified Hummers Method)合成氧化石墨烯(Graphene Oxide, GrO)及其分析鑑定。第二部分使用非對稱式交流電泳沉積(Asymmetric AC Electrophoretic Deposition, AAC–EPD)將GrO披覆於導電玻璃基板(IndiumTin Oxides, ITO)表面，做為染敏太陽能電池(Dye-sensitized solar cells, DSSC)的對電極(Counter Electrode, CE)，代號為GrO(AAC-EPD)/ITO，以此組裝DSSC元件，量測其光伏效率與特

性(Photovoltaic Characteristics)，並以電化學阻抗能譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)與循環伏安法(Cyclic Cyclic voltammetry,CV)分析對電極的電化學特性。接著分別使用濺鍍(Sputtering)、交流電鍍(AAC-ED)及含浸法(Impregnation)三種方法製作白金對電極，分別是Pt(AAC-ED)/ITO, Pt(Sputtering)/ITO與Pt(Impregnation)/ITO，比較其DSSC元件的光伏與電化學特性。研究結果顯示：GrO(AAC-EPD)/ITO的電

催化效果不佳；反之，白金的電催化效果甚佳。使用Pt(AAC-ED)/ITO光伏轉換效率(Conversion Efficiency, )最佳，其次是Pt(Impregnation)/ITO，最差則為Pt(Sputtering)/ITO。在對電極阻抗的等效電路模擬結果指出：以含浸法製作者所得阻抗最低，濺鍍法次之，而以AP-EPD法所得CE擁有最大電化學阻抗。循環伏安法分析透漏：Pt(AAC-ED)/ITO的電催化活性(Electro-catalytic activity)為最佳，其原因可能是交流電泳沉積白金雖因為含量較少導致阻抗略增，但由於AAC-ED的電場牽引，在ITO表面形成次奈米白金團簇

(Sub-nano Pt Clusters)，提供較高的表面積，加速電極反應的速率，使其對碘離子-碘三根離子對(Iodide/Triiodide Redox)的催化效果最好。Pt(Sputtering)/ITO具有適度的表面積和對基材的附著性高，但催化的活性較差，生產成本高，與含浸法所得Pt(Impregnation)/ITO相比，成本效益較低。含浸法是三種方法中成本最低，步驟最簡易的一種，然而缺點是較難控制Pt觸媒顆粒大小及分布情形。而通過交流電鍍製程所製備之白金電極，可輕易調整電位輸出，從峰值電位、頻率、波型與製程時間等來控制白金團簇的成長，使成為具有高表面積與活性Pt電極材料。相較於前兩

者，Pt(AAC-ED)/ITO兼具製程簡便、基材的附著性良好，容易調控Pt觸媒顆粒大小與表面積，因而擁有良好的催化活性，深具發展潛力。