本篇論文研究目的為使用簡易的方式(電化學陽極氧化法)合成二氧化 鈦奈米管，同時摻雜硼提升轉換效率；並且製作成元件應用在光分解水
（Water splitting）製氫系統以及染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cells, DSSC)。而陽極氧化條件、硼之摻雜量，以及 TiCl4與 InN 修飾二氧 化鈦奈米管方式也是我們探討的重點。以下我們將研究結果做條列式整 理：
一、 研究結果指出最佳之光分解水轉換效率是在外加電壓為 60 V 下成 長 30 min 的二氧化鈦奈米管，尤以在 0.8 wt. % NH4BF4摻雜時會優 於未摻雜硼的光轉換效率，其在紫外光區( 與可見光區 分別可達 31.3%、0.099%和 14.1%、0.048%。而 Misra
et al.[5]在 2007 年 發 表 使 用 乙 二 醇 (Ethylene glycol) 以 及 氟 化 銨 (Ammonium fluoride)水溶液成長出摻雜碳之二氧化鈦奈米管，其光 分解水之效率分別為 13.3%以及 8.5%；Misra et al.事實上這樣的結 果是有誤的。根據 A. B. Murphy 在 2008 年所發表的文獻[57]，當中 質疑 Misra et al.在可見光區 8.5%的水分解效率應再考 慮光電子轉換效率以及可靠的光電流測量，故可見光區之水分解效 率幾乎會趨近於 0%，與我們的研究結果符合。相較之下，在紫外光 區我們有較可觀的應用潛力。
二、 二氧化鈦奈米管應用在染料敏化太陽能電池，需藉由浸泡 TiCl4水溶 液增加 N3 染料之吸附量。因此我們測詴出 TiCl4水溶液浸泡方式為 0.2 M/0.1 M(0.5 h/2 h) 可有較佳之 修 飾效果，電流密度 自 8.66 mA/cm2提升到 13.3 mA/cm2；效率值可從 2.26%提高至 5.43%。
三、 電解液內未摻雜以及摻雜 0.9 wt. % NH4BF4之二氧化鈦奈米管，吸 附 N3 dye 後分別可達 5.04%、5.19%；吸附 CYC-B1 dye 後則為 4.01%、
4.85%。兩種染料吸附結果相同，驗證調控電解液內摻雜硼的比例為 0.9 wt. % NH4BF4時可得到較佳效率值。
四、 二氧化鈦奈米管成長時間影響管長，進而影響光線散射度以及染料 吸附量。當陽極氧化時間增長為 3 h，電解液內未摻雜以及摻雜 0.9 wt.
% NH4BF4之效率可增加為 5.38%和 5.79%。
五、 使用 TMIn(g)流速為 6 sccm 沉積 InN 在電解液摻雜 0.9 wt. % NH4BF4
製作的二氧化鈦奈米管上，可將電流密度自未修飾前的 12.6 mA/cm2 提升至 14.3 mA/cm2；效率值可從 5.79%提高至 6.38%，有 10.19%
的相對提升率。我們推測光電流提升之原因可能為 InN 之能階可輔 助電子注入 TiO2導帶；或避免電子與氧化態的碘液(I3
-)結合。而正 確的電子傳送途徑需待未來偵測電子轉移光譜驗證之。
目前染料敏化太陽能電池最高的轉換效率是由 Gr tzel 團隊製成的，
是將二氧化鈦奈米粒子(TiO2 nanoparticles)材料塗佈在導電玻璃上，約可達
11.5%[9]。而二氧化鈦奈米管(TiO2 nanotubes)應用在染料敏化太陽能電池 上，轉換效率可達 7.6%[59]；本研究論文則為 6.38%，在一些實驗技術方 面的確有改進空間。而現今二氧化鈦奈米管(TiO2 nanotubes)應用在染料 電池上的轉換效率不比二氧化鈦奈米粒子(TiO2 nanoparticles)，這是因為二 氧化鈦奈米粒子為正面式照光，光線不須透過碘液再到達二氧化鈦層；而 二氧化鈦奈米管的不透明性質，在光線照射時為背向式照光，會使部分光 線在到達二氧化鈦層前被碘液阻隔，導致轉換效率降低。若未來同樣使用 透明基材，在基材上漸鍍上鈦金屬後成長二氧化鈦奈米管，可有機會改善 此困境。