× √
×(500nm)2
≒ 6.15*108的微孔 1cm2
3
4 2
3
4.4 陽極氧化鋁管中沉積二氧化鈦，形成雙奈米管結構
c. X30,000；TiO2沉積 2hr 40min d. X80,000；TiO2沉積 2hr 40min
e. X30,000；TiO2沉積 3hr 15min f. X80,000；TiO2沉積 3hr 15min
g. X30,000；TiO2沉積 3hr 40min h. X200,000；TiO2沉積 3hr 40min
b.以草酸當作模板製作雙奈米管 TiO2 in AAO 之結構：
f. X80,000；TiO2沉積 30 分鐘 e. X80,000；TiO2沉積 30 分鐘
c. X30,000；TiO2沉積 20 分鐘 d. X80,000；TiO2沉積 20 分鐘 a. X30,000；TiO2沉積 20 分鐘 b. X30,000；TiO2沉積 20 分鐘
j. X30,000；TiO2沉積 60 分鐘 i. X30,000；TiO2沉積 45 分鐘
k. X5000；TiO2沉積 90 分鐘 l. X5000；TiO2沉積 120 分鐘 g. X30,000；TiO2沉積 30 分鐘 h. X80,000；TiO2沉積 30 分鐘
圖 4-43 草酸法 AAO 沉積 TiO2奈米粒，製備雙奈米管結構；以 TiF4水溶液水 解沉積 TiO2奈米粒，其沈積時間分別如下：圖 a.~d.使用化學沉積法，沉積 TiO2奈米粒於 AAO 中，沉積時間：20min；圖 e.~h.使用化學沉積法，沉積 TiO2奈米粒於 AAO 中，沉積時間：30min，故草酸法 AAO 沉積 TiO2奈米粒之 最佳化沉積之時間為 30 分鐘；圖 i.~m. 使用化學沉積法，沉積 TiO2奈米粒 於 AAO 中，沉積時間分別為：45min、60min、90min、120min 及 135min，
若沉積 TiO2時間超過 45 分鐘，其奈米粒會將 AAO 之耐米孔空填滿，於沉積 時間 135min 後 TiO2會聚集，形成約 500nm 之奈米球。
如上沉積濃度為 0.004M TiF4水溶液
m. X30,000；TiO2沉積 135 分鐘
c.以硫酸當作模板製作雙奈米管：
圖 4-44 硫酸法陽極氧化鋁沉積 TiO2奈米粒，製備 TiO2 in AAO 雙奈米管結 構；以 TiF4水溶液水解沉積 TiO2奈米粒，其沈積時間分別如下 ： 圖 a.~b.為使用化學沉積法，沉積 TiO2奈米粒於 AAO 中，沉積時間：
15min；圖 c.~d.使用化學沉積法，沉積 TiO2奈米粒於 AAO 中，沉積 時間：30min；因為硫酸法 AAO 當作模板，其孔徑太小，沉積 TiO2
奈米粒時無法明顯分辨其為結構，故硫酸法 AAO，因孔徑關係，無 b. X90,000；TiO2沉積 15 分鐘
c. X30,000；TiO2沉積 30 分鐘 d. X80,000；TiO2沉積 30 分鐘 a. X30,000；TiO2沉積 15 分鐘
4.4.2 陽極氧化鋁製作染料敏化太陽能電池
經由陽極處理後，製得一高品質、孔洞均一、高孔隙率及規則分佈的 鋁陽極氧化鋁(Anodic Aluminum Oxide；AAO)模板，利用此一奈米模板，
沉積所需 TiO2奈米粒，形成 TiO2 in AAO 雙奈米管結構，在進行染料(N3) 吸附之後，即可作為以 AAO 當作 template5 之奈米管-染料敏化太陽能電池 之陽極(Anode)工作電極(work electrode)。
4.4.2.1 染料敏化電池陽極製作 其製備之流程如下：
1. 磷酸法陽極氧化鋁直通管製備；
2. TiF4水解沉積所需 TiO2 奈米粒於陽極氧化鋁奈米管中；
3. 熱處理；
4. 濺鍍 200nm TiO2於陽極氧化鋁當做保護層；
5. 濺鍍銅當作電極；
6. 吸附染料；
7. 使用太陽光模擬器量測效率。
圖 4-45 陽極氧化鋁當做模板製備 NT-DSSC 示意圖 4.4.2.2 染料敏化電池陰極製作
電解液中的 I3
-陰極端須獲得電子形成 I-還原反應，故在 TCO(Transparent conductive oxide)上，需沉積一層觸媒層，幫助 I3
-陰極之電子取得。
一般而言，陰極觸媒層之製備方法有兩種：
1.使用物裡氣相沉積(Physical Vapor Deposition ,PVD)，沉積所需之白 金觸媒層利用濺射(sputtering)方式，將白金靶材融熔，蒸鍍到導電玻 璃之導電面上。其在不同波長之透光度，如圖 4-44 濺鍍白金觸媒層，沉
圖 4-46 濺鍍白金觸媒層，沉積量與透光率之關係；故其濺鍍沉積最佳條件 為 10Watt 之功率 15sec 之沉積時間，其透光度及觸媒沉積量為最佳，效率 亦為最佳。
2.以旋轉塗佈法(Spin coating)，將所需處煤層塗佈上去：
a.溶液配置：
使用氯鉑酸(H2PtCl6．6H2O)，其配置濃度為：使用酒精(Ethanol)當作溶劑，
配置 0.5mg H2PtCl6．6H2O/1ml C2H5OH。
b.塗佈方式：
將 FTO(Fluorine doped tin oxide)玻璃，清潔乾淨後，導電面朝上置於旋 轉塗佈機上，首先啟動真空幫浦，將 FTO 玻璃固定吸住，使用兩段式速度 旋轉塗佈所配置的溶液：第一段為 600r.p.m 持續 10 秒、第二段為 1000r.p.m 持續兩杪鐘，注意落塵污染觸媒層，以 400℃15min 之條件燒結，使塗佈之
4.4.2.3 染料敏化電池電解液之製備
圖4-47 ATO 吸附染料之吸收及其所使用之電解液穿透度 4.4.2.4 元件組裝與量測
1.元件封裝流程圖：
2.結果：
以濺鍍銅當作陽極導電電極之 AAO 模板奈米管染料敏化太陽能電池，
其使用ㄧ個太陽光量測光電轉換效率為 0.33%。
圖 4-49 以銅當導電電極之 AAO 模板 NT-DSSC 效率 Jsc:1.353mA/cm2
Voc:0.6V FF:0.4 η:0.33
Active area:0.28cm2
五章 結論
1.在一系列不同電解液下，所進行的陽極氧化鋁實驗，可分別製得 18nm、
60nm 及 200nm 之規則奈米管；AAO 再經由擴孔處理，於管壁(pore wall) 厚度容許下，可擴孔成 25~500nm 各種不同尺寸、均一且規則氧化鋁奈米 管。
2.以陽極氧化鋁奈米管當做模板，使用氟化鈦(0.004[M]TiF4)水解沈積氧化 鈦(TiO2)奈米粒，以 200nm 孔徑之磷酸 AAO 當作模板，沉積 3 小時 40 分 鐘，可於管壁上沉積一約 70nm 之 TiO2中空奈米管；若以 60nm 孔徑之草 酸 AAO 當作模板沈積 30 分鐘，可於管壁上沉積一約 30nm 之 TiO2中空奈 米管，此奈米管緊貼於 AAO 之管壁上，形成ㄧ雙奈米結構。
3.陽極氧化鋁當作模板，沉積染料敏化太陽能電池陽極所需二氧化鈦，經 N3 Dye 3X10-4[M]染料 於常溫下吸附 6 小時，使用含透明白金觸媒層(濺 鍍；10W 15sec)之導電玻璃(FTO；比電阻：25Ω．cm)，簡易封裝成元件，
經電解液(I-/I3-)注入，然後使用一個太陽光(AM 1.5 solar simulator)，
量測其效率，其光電轉換效率為 0.33%。
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