色素増感太陽電池

1. TiO₂ペーストの準備

1. 質量コロイドの TiO₂粉末 6 g とすり鉢で配置。
2. 慎重に TiO₂酢の 2-3 mL を追加し、均一なペーストが得られるまで、懸濁液を杵に研削を開始します。研削粉の集合塊を破るに提供しています。
3. 酢の追加を続けます 〜 1 mL を研削中、までインクリメント 〜 9 mL の総数。追加するたびに、前に貼り付けの一貫性は制服としこりの無料をする必要があります。最終的なペーストは、厚いが、ないので、それがドロッパー ボトルから締め出されることができない厚さにする必要があります。
4. 1 mL の蒸留水に皿の石鹸の 1 滴を加える、優しく混ぜます。
5. TiO₂懸濁液に皿の石鹸液を追加し、優しくミックス、気泡を生成しないように注意してください。
6. 15 分間平衡に懸濁液を許可します。食器用洗剤は、界面活性剤、懸濁液をより容易にするために、ガラス基板上に均一な膜に 。

2. ティオ₂ガラスの成膜

1. 2 つの導電性ガラス スライドをきれいに。エタノールとキムワイプを浸漬し、きれいな 2 つの導電性ガラスを拭くために使用します。新鮮なキムワイプにきれいなスライドを配置します。
2. 導電性ガラスのどちら側を確認します。オームに設定、マルチメータを使用すると、タッチ スクリーンの両方は、ガラスの一方の側に します。10 と 30 の Ω 間の読書を観察すると、導電性の側です。0 Ω の読書は、非導べ電性の側を表します。
3. スライドをマスクします。導電性面をその他の導電面を上と 1 つのガラス スライドを置きます。注意深く触れてスライドを保持、ベンチ上にスライド ガラスをテープします。テープを貼ることを確認、スライドの 4 つの側面の 3 つ ~ 5-8 mm のスライド (図 4) の 3 つの側面の各テープで覆われています。空気の泡がないことを確認するテープをしっかりと押します。
4. TiO₂ペーストを適用します。ガラス棒を使用して、スライドのマスクの上端間で貼り付けの細い線を適用します。慎重にバックアップ ロールのスライドの長さをペーストし、ガラス棒を使用します。2-3 x、ロッドを持ち上げることがなく、均一な膜が得られるまでこの運動を繰り返します。
   1. 単に映画が一様ではない場合、キムワイプで拭き取って、エタノール、ガラスをきれい、一度乾燥し、再度実行してください。
5. 少し乾燥する映画を許可し、ガラスからテープを慎重に取り外します。TiO₂フィルムとスライドは、導電性側する必要があります。他のスライドをきれいにし、後で使用できます。
6. TiO₂フィルムをアニールします。450 ° c. に設定されているホット プレート上スライド (TiO₂側を) を慎重に配置します。TiO₂紫/ブラウン色に暗く、その白い色を取り戻すように見.この時点で、ホット プレートを切り、ゆっくりと冷却するフィルムを許可します。スライドを余りにすぐに冷却すると場合、は、亀裂や破損がありますそれ。
7. 定規で、フィルムで覆われている面積を測定し、この値に注意してください。

図 4.TiO₂ガラスの蒸着。

3. 染色染料による TiO₂映画

1. すり鉢でいくつかブラックベリーやラズベリー、チェリーを配置し、杵でそれらを粉砕します。
2. コーヒー フィルターを介して、ペトリ皿にソリューションをフィルターします。ジュースに数 mL の水を追加する必要があります。
3. ペトリ皿の中冷却 TiO₂フィルム、面側を置きます。ない任意の TiO₂消すように注意します。色素膜に吸着するを許可します。これは数分をかかる場合があります。
4. フィルムが完全に被覆される (濃い赤または紫にする必要がありますそれと白い斑点がない)、スライドをトングで持ち上げて (注意するだけで厳しいがガラスとフィルムではない)、水とし、エタノールを使用してスライドをすすいでください。しみ、キムワイプでフィルム乾燥しすぐに使用します。
   1. すぐに使用しない場合その後、ph 3-5、酢酸を含むペトリ皿に映画を保存カバー蓋付き皿とホイルで包みます。

4. カウンター電極を準備します。

1. 導電性からすの別のスライドを使用して、2.1 2.2 の手順に従います。
2. 導電性の側に炭素触媒を適用します。ピンセットを使用して、スライド、導電性の側面を押し、ブンゼン バーナーの先端の上。すす収集表面全体が、もはや 30 以上のため、スライドを動かす s。スライドを冷ます、綿棒を使ってスライドの 1 つの側面に沿ってすすを拭いてください。
   1. また、HB の鉛筆を使用して、黒鉛の導電性表面の全体をカバーします。これは、パフォーマンスが低く 1 つのより堅牢な電極を提供します。

5. 太陽電池を組み立てる

1. 染色フィルムを乾燥させます。エタノールでリンスし、キムワイプの上に置きます。優しくしみ 2 番目キムワイプが付いているフィルム。映画は、乾燥していない電解質溶液に影響を与える必要があります。
2. 電極フィルム面まで、やさしく上 (炭素フェイス ダウン) 炭素被覆電極を場所します。必ず両方の電極の露出した部分をワイヤーにクリップできますので、スライドをオフセットしてください。オフセットのガラスに隣接する両側の 2 つのバインダー クリップを配置します。
3. スライドの 1 つの端に沿って電解質溶液を数滴を置き、慎重に開く/閉じるセルの各側交互開閉バインダー クリップで。染色領域のすべては電解質溶液との接触があることを確認し、必要に応じて手順 5.2.
4. キムワイプおよびエタノールを使用して露出された区域から余分な電解液を拭き取る。
5. 太陽電池の 2 つの露出された側面にワニ口クリップを固定します。

6. 電池の性能の測定

注: 理想的には、これらの測定値は、外で実行します。しかし、天候はないがハロゲン ランプを使用して実行できます。すべての測定は、同一条件の下で実行されるので、セルのない動きでされるべきであります。

1. TiO₂フィルムは太陽に向かって直面しているので、セルの向きを必ずし、セルの上ポリカーボネート カバーを配置します。これは、紫外線によるダメージから細胞を保護します。
2. 否定的な電極を接続 (TiO₂-ガラス コーティング)、マルチメータ、デジタルマルチメータ (図 5) のプラス線に肯定的な電極 (C) の負のワイヤーに。
3. ボルトのマルチメータを設定し、電圧を測定します。これは、開回路電位 (ゼロ電流で最大電圧) です。(手またはソリッド オブジェクト) を持つセルをカバーすると、電圧が低下することを確認します。
4. ミリ アンペア (mA) にマルチメータを設定し、最大の電流を測定します。これは、短絡電流 (ゼロ電圧最大電流) です。電流が減少することを確認する (手) と、セルをカバーします。
5. 可変負荷として 500 Ω ポテンショメータを使用して完全電流-電圧曲線を記録します。
   1. ポテンショメータのつながるは中央のタップを決定します。このリード抵抗変化させることができます。これを行うには、2 つ、ポテンショメータのリードのマルチメータ (ω に設定) を接続し、ポテンショメータの抵抗を変化させます。抵抗が変化するかどうかに注意してください。リードの他の 2 つの組み合わせでこれを繰り返します。3 つの組み合わせの 2 つの抵抗の変化を観察すべき。変更を与えた両方の組み合わせで使用されていた鉛中央タップ、他の 2 つは機能的に同じです。
   2. (右)図 5に示すように、回路を組み立てます。
   3. 完全な (またはゼロ) にポテンショメータを設定抵抗と電流と電圧に注意してください。
   4. 少しずつポテンショメータの抵抗を変更し、ポテンショメータの範囲全体にわたるいくつかのポイントがありますので、電流と電圧に注意してください。必ずこれらの測定セルを移動しないようにします。現在の開始を変更すると、必ず多くのデータ ポイントを収集するには少数のデータ ポイントは、それが一定に得られるかもしれない。

図 5.回路図開回路電位と短絡電流 (左、6.3、6.4 の手順)、測定して - V 曲線 (右) を記録します。