染料敏化型太陽能電池專題系列(二) 033 DSSC重要技術發展歷程：2000年～2005年

本篇文章介紹2000年～2005年間DSSC重要技術發展。
讀者如果對DSS技術有興趣，建議您研究一下參考文獻，裡頭暗藏了非常大量的資訊，或許可以尋一下寶。
以下按時序簡單介紹DSSC重要技術：
2000.3.10物質工學工業技術研究所(現在的產業技術總合研究所)與林原生物化學研究所共同發表部花青(merocyanine)染料敏化型太陽能電池，光電轉換率4.2%。

2000.4.28東芝公司發表其成功開發出的透明太陽能電池。此DSSC使用Solaronix公司製Ti-Nanooxide T，染料Ruthenium 535，AM1.5, 100mW/cm2, FF0.68, 4mm×4mm2情況下，光電轉換效率為7.3%，此為全球首度展示透明太陽能電池 。


Characteristics of solar cell using novel gel electrolyte


2001.3 產業技術總合研究所荒川研究團隊發表利用香豆素(coumarin)染料製成光電轉換率5.6%(AM1.5, 100mW/cm2)的染料敏化型太陽能電池 , 。

2001.9.4 Uppsala University的Hagfeldt研究團隊發表塑膠薄膜型染料敏化型太陽能電池，用的是壓著法(加壓法)，在Nanolett期刊上發表的是6.1%(AM1.5, 10mW/cm2) 。Photobio A Chem與10th international conference on unconventional photoactive systems(UPS'01)上發表的是4.9%(sulphur lamp, 10mW/cm2) 。

2002.4.4岐阜大學的箕浦研究團隊，利用鈦鹽的水蒸氣加水分解法，製成薄膜狀的二氧化鈦電極，在日本第69屆電氣化學會大會上發表其光電轉換率為2.3%(AM1.5, 100mW/cm2) 。2002.4.5 Hitachi Maxell在同一大會上發表，利用press法所製成薄膜狀的染料敏化型太陽能電池，光電轉換率為5.0%(AM1.5, 13.3mW/cm2) 。

2002.4 大阪大學的久保(柳田研究室團隊)發表以咪唑(imidazole)為電解質的擬固態型染料敏化型太陽能電池，光電轉換率為5.0%(AM1.5) 。

2002.8.8 Sharp發表利用有機高分子凝膠的巨單體(macromonomer)型固態染料敏化型太陽能電池，光電轉換率為7.51%(AM1.5, 100mW/cm2) 。

2002.9.10產業技術總合研究所荒川研究團隊，再度發表利用香豆素(coumarin)染料製成的染料敏化型太陽能電池，此次光電轉換率提高至7.45%(AM1.5, 100mW/cm2) 。
香豆素染料
2002.10.28宮坂(桐蔭橫濱大學)在PET/ITO-PET 上，以凝膠電泳法(gel electrophoresis)技術製成，獲得光電轉換率2.6%染料敏化型太陽能電池(オールプラスチックセル) 。2002.11.26非正式發表效率提升3.8%(AM1.5, 25mW/cm2)。之後在期刊發表4.1～4.3%光電轉換率 。
2003.7.28 在國際性染料敏化型太陽能電池會議上(Dye solar cell osaka pre-symposium) Michael Graetzel教授以new record cell為題，發表了光電轉換率10.58%(AM 1.5, 100mW/cm2, 0.16cm2) 的N719 dye 。
在同一會議上，Aisin Seiki與豐田中央研究所展示了24公分見方、30條紋的大型染料敏化型太陽能電池模組。此模組曾在與矽電池模組(conventional crystalline-si module)一同於戶外進行比較試驗(野外曝露試驗)200天。

HOMO LUMO
N-719

2004.1.26 Michael Graetzel教授在第二十屆橫濱市立大學國際學術研討會上，公開11.04%(VOC=0.865V, JSC=16.75mAcm-2, ff=75.5 %) 的I-V曲線資料。
2004.4.21 Michael Graetzel研究團隊在Advanced Materials發表了光電轉換率達10.2% (AM 1.5, 100mW/cm2)的Z-910 dye (Area=0.158cm2, VOC=0.777V, JSC=17.2mAcm-2, ff=0.764) 。

2004.05.11產業技術總合研究所荒川研究團隊發表光電轉換率7.5%的香豆素(coumarin) 有機染料敏化型太陽能電池 。另外，固態型則有超過4%的效率 。
產業技術總合研究所對不同顆粒大小的二氧化鈦進行了分層優化設計，利用光反射原理有效地增大了對太陽光的捕獲效率，獲得光電轉換效率10.2% 。
2005.06.01產業技術總合研究所與東京理科大荒川研究團隊，利用對二氧化鈦半導體電極做氧化處理，獲得効率10.5%的染料敏化型太陽能電池 , 。
2005.10.07 Michael Graetzel研究團隊發表提出二氧化鈦電極上吸附K8-dye以及K9-dye，置換羧酸基(carboxyl group)上的氫原子，引入更多的π共軛鏈進而增加光吸收範圍，以提高整個發光基團的發光率至11.18%(AM1.5, 100mW/cm2, Area=0.158cm2, VOC=0.846V, JSC=17.73mAcm-2, ff=0.745)的N719 dye 。
N719 dye