實驗記錄 筆記

【筆記.實驗】大一普化實驗:染料敏化太陽能電池製作

top

撰風一直想要做太陽能電池很久了,之前有上網查過相關作法,我那時查的是利用氧化還原來製作太陽能電池,但一直沒有時間做,這一次化學實驗做到了染料敏化太陽能電池,雖然跟我查的不一樣,但還是叫人興奮。以下為相關之資料,如果有興趣或課堂有需要的同學,希望能對你們有幫助!

本文章著重在實驗步驟^____^

 

●實驗名稱:染料敏化太陽能電池

●實驗目的:利用化學染料與二氧化鈦奈米粒子學習如何製作簡易太陽能電池

●實驗原理:http://www.ch.ntu.edu.tw/~genchem99/doc/d10009/9927_E27.pdf

●實驗藥品:二氧化鈦奈米粒子、碘/碘化鉀/乙二醇電解液、茄子、乙酸乙酯、乙醇。

●實驗器材:燒杯、導電玻璃(兩片)、滴管、玻棒、加熱板、鐵夾、鱷魚夾、三用電表、蠟燭、3M膠帶。

●實驗步驟:如本文介紹。

 

實驗步驟:

1

首先,先用三用電表測試導電玻璃哪一面為可以導電的。

如照片中,上圖的指針並沒有轉動,翻轉到另一面再做測試,發現指針有轉動,所以下圖測試的導電玻璃面為可導電面。

 

IMG_5864

既然是染料敏化電池,所以是利用色素來製作。圖為色素的萃取。可以把茄子或紫色高麗菜等切碎後加入蒸餾水煮至沸騰,然後過濾後溶液即含有色素。

 

IMG_5877

將導電玻璃用酒精和面紙清洗乾淨後,將導電面朝上,用3M膠帶將之貼在桌上放上些許的二氧化鈦糊,然後再用玻棒將它攤平,或者我們是用另一塊普通的壓克力板將它攤平。

 

IMG_5879

如圖,攤平的工具我們選擇一般的壓克力板,記得先在上面貼上一層3M膠帶避免導電玻璃刮傷。

 

IMG_5880

攤平中,儘量均勻的攤平,讓二氧化鈦糊的厚度跟一層3M膠帶厚度一樣,但要小心不要全部都刮掉。接著靜置一陣子(講義寫三分鐘)。

 

IMG_5886

三分鐘後二氧化鈦糊形成薄膜。

 

IMG_5905

然後要很小心很小心的把周圍的膠帶撕掉唷~~~

 

IMG_5906

撕掉後就會變成照片中這樣子^____^

 

2

接著把它放到加熱版上加熱,話說一開始二氧化鈦薄膜會先漸漸變深色,然後再變成白色接近透明,不過我們在做實驗的時候似乎沒有明顯發現變化,所以是經由助教確認的。

烤乾後放一陣子讓他冷卻,然後再拿下來,就可以得到二氧化鈦薄膜。

 

IMG_5908

冷卻後放到剛剛萃取出來的色素溶液裡,浸泡20分鐘,讓二氧化鈦吸取色素。

照片中的放法沒注意到裡面還有另一個人的在浸泡,就把另一片放下去所以下面那一片二氧化鈦薄膜就破了,喔喔~~~我想我的那個組員要負責任惹XDD.

 

IMG_5896

我們一開始準備了兩片的導電玻璃,已經用掉一片在上面弄上一層二氧化鈦薄膜了對吧!趁著浸泡的時候,趕快拿另一片導電玻璃,將可導電面在蠟燭上稍微勳一下,讓他上面產生一層的碳吧!就像照片這樣,稍微勳一下,不過我們等的時候還蠻無聊的,所以就勳了很久XDD

 

IMG_5909

勳好就像這樣唷!!!

有一塊沒勳到是我們夾住的地方,所以燒不到,碳粉很容易掉,所以要小心一點。

 

IMG_5922

20分鐘後,把附有二氧化鈦薄膜的導電玻璃拿起來,在上面加上幾滴的電解液,

然後將另一片有碳膜的部分和這一片二氧化鈦薄膜的部分重疊,保留一些部分不要重疊即可。

 

IMG_5923

然後用準備好的鱷魚夾夾住,這就是染料敏化太陽能電池了。

 

IMG_5931

接著利用剛剛部分沒有重疊到的部分來進行測試,先對太陽能電池照光,然後將三用電表兩端接上沒有重疊的部分,看一看三用電表的指針。

 

IMG_5929

測得的電位差3.2mV,並沒有很大,一般市售電池電位差差不多都1.5V,真的是差蠻多的,畢竟只是自己做的實驗,許多工具並沒有那麼好,不過其實能做出一個太陽能電池還是很讓人興奮的呢!^^


相關資訊:

●攝影:Canon EOS 600D+Canon EF-S 18-55mm f/3.5 -5.6 IS II

15 thoughts on “【筆記.實驗】大一普化實驗:染料敏化太陽能電池製作”

  1. 呵呵~~中學時,最喜歡做化學實驗了。
    看著這個東西加上那個東西,碰!!燃燒起來!小白鯨就狂野的轉圈圈~~~

    撰風好專業喔~~能夠做喜歡的實驗,並把過程與成果和大家分享。
    那個紫色溶液還有那個火,都讓小白鯨興奮起來呢~

  2. 說到燃燒爆炸,撰風有陰影,因為之前想要加熱某一溶液,原本大家都只開100度C的溫度來加熱,撰風為了快一點,直接開到550度C,結果燒杯底部當場破裂,整個溶液內的溶質瞬間析出,往外噴射,而且很可怕,我當場傻住,幸好沒有受傷QQ
    所以後來撰風都不太敢開這個高溫了><

    紫色溶液是紫色高麗菜汁,就是我們去吃沙拉吧的那個紫色的高麗菜唷,我覺得吃起來跟一般高麗菜一樣XDD
    那天有火,大家也都超興奮的呢!!!

  3. 撰風可是超強的唷,影響進度?您說呢!
    當然...會呀(噢~~~自打嘴巴XDD)
    所以我的partner很辛苦~~~
    不過太陽能電池的實驗比較沒那麼緊湊的時間和流程
    所以就比較空閒,可以慢慢拍^____^

  4. 哈哈哈……好專業,看不太懂orz
    不過樂在實驗才是最重要的嘛~
    我是這麼想~

    太陽能電池
    大概是大小的關係
    看起來很像計算機上面那個太陽能面板?(是這麼說嘛?)
    是同一種東西嘛?@@?

  5. 當然是不同的東西囉
    我們做的沒辦法那麼好
    而且作法也不一樣
    原理也不一樣
    效率比起來也差很多很多很多很多(真的很多)

  6. 二氧化鈦常常來拿製作光觸媒,原來也能用在太陽能發電!
    現在太陽能發電還不夠成熟,效率、壽命、價格都有待突破。

  7. 我不懂您為何要自問自答自打嘴巴連續回答四次
    不過如果有問題請去看醫生~~~
    您在此的留言都有IP可以查的~~~
    所以留言請彼此尊重唷!!!感謝您的支持

  8. 請問這種太陽能電池是否在製造過程中會產生有毒化學物質?
    因為老是聽到有人在說太陽能電池製程會產生毒性物質
    請解在下之惑,謝謝 ^^

  9. 哈囉!您好~

    先說「會產生有毒物質的太陽能電池」吧!
    一般說會產有有毒物質的店陽能電池,是因為這些太陽能電池的原料是:矽,太陽能電池需要很多的單晶矽和多晶矽(單晶矽就是矽、多晶矽就是很多單晶矽結合而成的),多晶矽在生產的過程中會產生很多的汙染物,
    例如:
    【1】製作多晶矽需要很多的燃煤(產生大量溫室氣體),但一塊太陽能板的壽命也是有限的,
    【2】還有在製作多晶矽的同時會產生四氯化矽,四氯化矽水解(與水反應)會產生有毒的氯氣,有腐蝕的效果.
    【3】最後則是太陽能廢棄後產生的問題,太陽能板配備的蓄電池大部分是鉛酸蓄電池(類似汽車牽引電源),鉛酸蓄電池也是很毒的~~~

    再說我做的這個實驗吧!
    我這個實驗用到的導電玻璃可能也是有汙染的~

    所以,太陽能電池在發電的過程中的確是無汙染的,但是它在製作的過程中,以及最後廢棄時的廢料都是污染的,而且也很毒!

    希望以上回答對您有幫助~~~
    如果有網友發現的回答有誤的話希望能提出更正

發表迴響