全色型高效能染料敏化太陽能電池之金屬錯合物與共吸附材料研究開發(1/2)

染料敏化太陽能電池由於可擁有半透光性、色彩多樣性、可撓曲性、良好的效率和穩定性、簡易的大面積化製程、以及低製造成本等優點，是極具戶外與室內商業化應用潛力的新世代光伏技術，在該電池中，自組裝吸附在多孔隙金屬氧化物(如二氧化鈦與氧化鋅)表面上的光敏化劑不僅扮演光電轉換中心，亦會對元件效能及穩定性有顯著的影響。本研究將針對染料敏化太陽能電池應用，設計合成多聯?啶配位之釕與鋨錯合物染料，以強化其吸收可見光與近紅外光的能力，與了解配位基和中心金屬對於配位錯合物性質的影響程度(特別是自旋容許之單重態，及藉由自旋軌道耦合所誘發的三重態金屬-配位基電荷轉移躍遷)，為深入剖析其電子躍遷特性，將搭配執行以含時密度泛函理論為基礎的分子模擬計算。本研究亦會分別探討不同磷配體與配對陰離子對於金屬錯合物性質及元件效率的影響，以促使配位錯合物的分子工程技術能更加躍進，也將研發多功能化的共吸附劑，以賦予其具有抑制染料分子聚集、鈍化二氧化鈦表面、提高二氧化鈦費米能階、與增加元件吸光的能力，亦將優化元件組裝條件以展現新材料的應用潛力。本研究所得的實驗結果能為全色型高效能染料敏化太陽能電池之材料創新提供更多且明確的指引。