【19】中華民國　　　　　　【12】專利公報 　（B）【11】證書號數：I442581【45】公告日： 中華民國 103 (2014) 年 06月 21日【51】Int. Cl.： H01L31/04 (2014.01) H01L31/042 (2014.01)

發明　　　　　全 10 頁　

【54】名　　稱：植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池及其製造方法BLENDING PLANT PIGMENTS AS PHOTOSENSITIZER FOR DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS AND METHOD OF FABRICATION USE THESAME

【21】申請案號：100119500 【22】申請日： 中華民國 100 (2011) 年 06月 03日【11】公開編號：201251041 【43】公開日期： 中華民國 101 (2012) 年 12月 16日【72】發 明 人： 游信和 (TW) YU, HSIN HER；石麗仙 (TW) SHI, LI SHIAN；何明昇 (TW)

HE, MING SHUNG【71】申 請 人： 國立虎尾科技大學 NATIONAL FORMOSA UNIVERSITY

雲林縣虎尾鎮文化路 64號【74】代 理 人： 吳濟行【56】參考文獻：

TW 200703673ATW 201110382AUS 6559374B2

TW 201024267ACN 1363959AWO 2010/103856A1

審查人員：趙芝婷

[57]申請專利範圍1.　一種植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池，其包括一工作電極；一光敏劑，吸附於該工作電極的一導電面上；一對電極；一電解質；及一封裝手段，用以封裝該工

作電極與該對電極，使該電解質介置於該工作電極與該對電極之間，其中，該光敏劑萃

取自花青素、梔子黃及梔子藍三種植物色素，並以一特定比例共混而成，其混合之重量

百分比依序分別為 40%、20%及 40%。2.　如請求項第 1項所述之植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池，其中，該植物色素係萃取自乾燥洛神花(H.sabdariffa L.)之該花青素、黃梔子(Gardenia jasminoides)之該梔子黃，以及藍梔子(Gardenia jasminoides)之該梔子藍。

3.　如請求項第 1項所述之植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池，其中，該工作電極包含一第一玻璃基板，及一覆設於該第一玻璃基板內表面上的第一導電玻璃，該第

一導電玻璃之導電面覆設一供該光敏劑分子吸附的二氧化鈦層，該對電極包含有一第二

玻璃基板，及一覆設於該第二玻璃基板上的第二導電玻璃，該第二導電玻璃之導電面鍍

設有一鉑層。

4.　一種植物共混色素作為染料敏化太陽能電池之光敏劑的製備方法，其包括下列步驟：花青素製備步驟(HAs)：取 100乾燥的洛神花(H.sabdariffa L.)，以含 1%鹽酸之 10公升的甲醇溶液於攝氏 3~5度浸泡 23~25小時，過濾後，經減壓濃縮方法得到甲醇抽出物，再以蒸餾水回溶後， 收集沉澱物，並將沉澱物與大孔洞樹脂混合放置 23~25小時，以 25公升含 1%鹽酸的蒸餾水溶液沖提後，再以 25公升甲醇沖提，收集沖提液並經冷凍乾燥方法得到該花青素(Has)；及梔子黃色素(Gardenia Crocin)製備步驟：取 500公克的黃梔子(Gardenia jasminoides)乾燥果實，以 5公升沸水抽取兩次，合併濾液並經減壓濃縮後得到棕黃色糖漿狀物質，抽出該物質以 500毫升蒸餾水回溶成懸浮狀，再以正丁醇進行分配

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萃取出正丁醇可溶層，將該正丁醇可溶層以矽藻土進行管柱層析，沖提液為三氯甲烷

(CHCl3 )及甲醇(MeOH)，經漸增極性沖提分離而得到去羥子(geniposide)以及梔子黃(crocin)二個化合物。

5.　如請求項第 4項所述之植物共混色素作為染料敏化太陽能電池之光敏劑的製備方法，其更包括梔子藍色素(Gardenia Blue)製備步驟：將該去羥子(geniposide)置於醋酸緩衝液中，加入 α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)恆溫放置 4~6小時，以得到分解產物京尼平(genipin)，取該京尼平(genipin)溶於磷酸緩衝液中，加入甲胺(methylamine)浸泡 4~6小時，以得到藍色產物，將該藍色產物經樹脂管柱(Bio-Gel P-2 resin)，以蒸餾水為沖提液沖提而得到梔子藍色素(Gardenia blue pigments)。

6.　如請求項第 5項所述之植物共混色素作為染料敏化太陽能電池之光敏劑的製備方法，其中，該醋酸緩衝液的 pH值為 4.5~5.5，溫度為攝氏 36~38度；該京尼平(genipin)為 48~52毫克(mg)，0.20~0.25毫摩爾(mmol)；該磷酸緩衝液的的 pH值為 6.5~7.5，溫度為攝氏65~75度，該甲胺為 2.0~2.5毫摩爾(mmol)。

7.　一種植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池的製造方法，其包括下列步驟：提供一工作電極、一光敏劑、一對電極、一電解質；及一封裝手段；將該光敏劑吸附於該

工作電極的內表面上；及以該封裝手段將該工作電極與該對電極封裝，進而使該電解質

介置於該工作電極與該對電極之間，其中，該光敏劑萃取自乾燥洛神花(H.sabdariffa L.)之花青素、黃梔子(Gardenia jasminoides)之梔子黃以及黃梔子(Gardeniajasminoides)之梔子藍的其中至少二種，且該植物色素共混之重量百分比為該花青素 40%，該梔子藍 40%，該梔子黃 20%。

8.　如請求項第 7項所述之植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池的製造方法，其更包括下列步驟：工作電極製備步驟：提供一第一導電玻璃，取 0.3~0.5克(g)二氧化鈦(TiO2 )與 0.14~0.18克(g)之聚乙二醇粉末置於一樣品瓶中，再加入 0.1M硝酸 0.8ml至該樣品瓶中，施以攪拌至黏稠糊狀，並滴入 0.05毫升(ml)之活性劑後進行攪拌，使用超音波震洗機震盪 2小時，以取得二氧化鈦(TiO2 )膠體，將該第一導電玻璃浸泡於丙酮溶液中，利用該超音波震洗機震洗 15~25分鐘後取出，再將該第一導電玻璃浸泡於甲醇與純水中震洗後取出烘乾，將該二氧化鈦(TiO2 )膠體塗覆於該第一導電玻璃，待乾燥後置於高溫爐做燒結， 在溫度攝氏 400~450度環境下燒結 28~32分鐘，待高溫爐溫度降至室溫後取出，再於該第一導電玻璃之導電面鍍設 20~30nm厚的鉑層；電解液製備步驟：將0.5M碘化鉀、0.05M碘以及 10毫升(ml)乙腈予以混合攪拌，以得到該電解液；及對電極製備步驟：提供一第二導電玻璃，於該第二導電玻璃之導電面鍍設 20~30nm厚的鉑層。

9.　如請求項第 7項所述之植物共混色素作為光敏劑之染料敏化太陽能電池的製造方法，該封裝手段包括下列步驟：於該對電極上鑿一注入孔，以製備出一作為該電解液注入之路

徑；將該工作電極浸泡該光敏劑，再將一熱融膠層置於該工作電極的該導電面上；將該

對電極與該工作電極相疊後進行烘烤加熱，待該工作電極與該對電極黏固後取出；及自

該注入孔注入該電解液後，再以黏膠封住該注入孔。

圖式簡單說明

第一圖係染料敏化太陽能電池結構之局部剖視示意圖。

第二圖係染料敏化太陽能電池結構之分解示意圖。

第三圖係染料敏化太陽能電池結構之封裝實施示意圖。

第四圖係染料敏化太陽能電池結構與反應機制之示意圖。

第五圖係本發明二氧化鈦層燒結後之 XRD繞射示意圖。第六圖係本發明以花青素為光敏劑之光譜示意圖。

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第七圖係本發明以梔子黃為光敏劑之光譜示意圖。

第八圖係本發明以花青素及梔子黃共混為光敏劑之光譜示意圖。

第九圖係本發明共混色素第一實施例之光譜示意圖。

第十圖係本發明共混色素第二實施例之光譜示意圖。

第十一圖係本發明共混色素第三實施例之光譜示意圖。

第十二圖係本發明花青素-梔子藍-梔子黃三色共混溶液之模擬光譜示意圖。第十三圖係本發明花青素-梔子藍-梔子黃三色共混溶液之實際光譜示意圖。第十四圖係第十三圖之局部放大示意圖。

第十五圖係本發明光敏劑之吸收光譜示意圖。

第十六圖係本發明共混色素之 I-V特性曲線示意圖。附件 1：表 1自製色素之吸收峰值與能階示意；表 2自製染料與文獻染料製作 DSSC之光

電特性比較示意。

附件 2：係參考文獻。

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