日常生活中的人們對顏色的解讀有許多似乎是錯誤的。光看似有顏色,但殊不知電磁波是沒有顏色的。就拿一朵在花園中看到的黃花和螢幕上的黃花做比較,前者反射單純黃色色光,然而後者其實是由紅光和綠光由不同亮度調合而成。其實,人類眼睛所判別的顏色是由眼球中接收三種不同波長光的錐細胞接受刺激後的訊息。
製作含有pH2,8,12花青素溶液的染料敏化太陽能電池,並給予不同波長(顏色)的LED光,及不同瓦特數燈泡的光照,測量其響應電流。
✔ 導電玻璃*6 (其中3片塗有TiO2:陰極,另三片:陽極)
✔ 特定波長、特定瓦數的LED燈
✔ pH2,8,12的花青素溶液
✔ 三用電表及電路組
✔ 長尾夾*6
✔ 3M膠帶
✔ 拭鏡紙
✔ 碘液
1.使三片塗有TiO2的導電玻璃分別浸泡在pH2,8,12的花青素溶液中約5分鐘,使其吸飽染料
2.用拭鏡紙吸去多餘水分(不可刮到TiO2的塗料層)
3.在玻璃背面標註不同pH值,以免搞混
4.將導電玻璃的長邊貼上3M膠帶,避免陽極陰極直接互相接觸
5.陽極陰極疊合(不能完全重合,稍微錯開長尾夾會較好夾)
6.夾上長尾夾固定
7.在兩玻璃間注入些許碘液
1.將染料光敏電池陰陽極和三用電表接成通路
2.把電池放在特定波長的LED燈光下照射
3.紀錄電流值
4.替換不同波長、強度的光照,重複1~3步驟
Q : 為何要將pH8得數據除1.6;pH12的數據乘以2?
A: pH8的數據結果較其他顯著 ;又pH12的數據較難以比較,於是將數據做垂直調整以利比較差別。
Q使用525nm(綠)和660nm(紅)兩種LED光源同時照射染敏電池,此時電池所釋出之訊號的相對強度是否和使用585nm(黃)或620nm(橙)呈現相似的模式?
A實驗結果顯示合成光(525+660)和橙(620)色具有較相似的模式,但強度較弱,而其和黃色(585)則沒有這麼接近。
利用染料敏化太陽能電池來模擬彩色視覺系統,讓我們藉著簡單的仿生技術了解,任一波長的電磁波都能在三種錐細胞引發相對不同強度的反應,使得我們的視覺系統依據L、M、S追細胞互相結抗處理產生色彩的知覺。
實際製作了染敏電池後並操作實驗,依實驗數據的結果我們可以歸納各種波長的光引發的三種電流相對強度的模式,猶如人眼錐細胞L、M、S相互結抗。
建議明年多排一點徐教授的課,以了解視覺的藝術