電化學製備白金奈米電極應用於染敏太陽電池
在新穎奈米材料的開發上，成功發展出利用電化學沉積法製備白金奈米結構的技術，製備出各種不同形貌之奈米結構，並更進一步將此白金奈米結構製備成染料敏化太陽能電池元件之陰極，利用傳統二氧化鈦奈米粒吸附N719染料做為光陽極，元件的光電轉換效率可高達9.6 %，比傳統由熱還原法製備的元件效能高出12 %。
循還伏安法(Cyclic Voltammetry)為電化學上廣為使用來標定分子氧化還原電位的一個技術，利用類似的電位掃描技術，藉由調控前驅物的濃度與掃描的次數，不同奈米結構的奈米粒、奈米簇、奈米片、奈米草、甚至結構有如天山雪蓮的奈米花白金可以輕易合成出來，其中以奈米草結構製成的白金電極具有最佳之催化效能與約50 %的光反射率，以此做成的DSSC元件將可提升整體的元件效能。
* L.-L. Li, C.-W. Chang, H.-H. Wu, J.-W. Shiu, P.-T. Wu, E. W.-G. Diau, “Morphological control of platinum nanostructures for highly efficient dye-sensitized solar cells”, J. Mater. Chem. 22, 6267 (2012).
設計與鑑識含氟苯基咪唑配位基之新穎釕金屬錯合物應用於高效能染料敏化太陽能電池
利用簡單的兩個步驟合成含氟苯基咪唑衍生物作為推電子基團之雜環配位釕錯合物之配位基，接著以一鍋法合成出一系列的新穎RD系列染料RD12-RD15，並探討氟原子在配位基上對元件效能的影響。
在苯基咪唑配位基的苯環上進行不同位置與數目的氟原子取代，發現隨氟原子取代的數目增加可有效地使二氧化鈦的導帶能階向上提升，同時抑制電荷再結合反應的發生，進而提昇元件的開路電壓，利用雙氟取代的RD12所製備之元件可擁有最佳的轉換效能(PCE = 9.6 %)甚至優於N719染料(PCE = 9.3 %)。飛秒紅外光譜瞬態吸收動力學的結果顯示，氟原子取代的數目增加亦可加快電子躍遷至二氧化鈦導帶的速率，合理解釋電池元件開路電壓的大小。
* W.-K. Huang, H.-P. Wu, P.-L. Lin, Y.-P. Lee, E. W.-G. Diau, “Design and Characterization of Heteroleptic Ruthenium Complexes Containing Benzimidazole Ligands for Dye-sensitized Solar Cells:. The Effect of Fluorine Substituents on Photovoltaic Performance”, J. Phys. Chem. Lett. 3, 1830 (2012).
紫質與有機染料共敏化增強染敏太陽電池效能
共敏化的技術是藉由兩種或兩種以上具有吸收光譜互補性的染料，共同吸附在二氧化鈦上而產生電流增加的效應，來增進整體的元件效能。
藉由紫質染料LD12的高吸光能力以及有機染料CD5的優異電洞傳輸特性，染料共敏化的最佳化工程得以實現。利用LD12與CD5共同吸附在二氧化鈦上的共敏化元件可以達到9.0 %的最佳化效能，遠優於其各個染料單獨敏化的元件效率 (LD12, 7.5 %; CD5, 5.7 %)。利用電化學交流阻抗光譜以及電荷萃取的技術，發現共敏化元件具較佳VOC的原因為LD12與CD5共同吸附在二氧化鈦表面可以有效減緩電子與電解液的再結合反應速率，因此可以提升二氧化鈦導帶上的費米能階而增加VOC。再加上染料共敏化原本提升JSC的優勢，整體元件效能因而大幅提升。
* C.-M. Lan, H.-P. Wu, T.-Y. Pan, C.-W. Chang, W.-S. Chao, C.-T. Chen, C.-L. Wang, C.-Y. Lin and E. W.-G. Diau, “Enhanced photovoltaic performance with co-sensitization of porphyrin and an organic dye in dye-sensitized solar cells”, Energy Environ. Sci. 5, 56460-6464 (2012).
雞尾酒染料共敏化工程增進染敏太陽電池效能
雞尾酒染料共敏化分子工程的技術乃藉由兩種以上具有吸收光譜互補性的染料，在一定比例的混合溶液中共同吸附在二氧化鈦上，產生全光譜的吸收效應而增進整體的元件效能。
紫質染料YD2-oC8與有機染料Y123共敏化，在鈷電解質的元件中可達成12.3 %的世界紀錄。但是YD2-oC8的光吸收範圍僅可達700 nm，欲進一步擴大吸光範圍至近紅外光的區域，將紫質雙體YDD6搭配YD2-oC8與有機染料CD4，利用雞尾酒共敏化的方式製成的最佳化元件，其IPCE光譜可以涵蓋整個可見光(400-700 nm) 達75-80 %，近紅外光700-800 nm的效率也可達40-45 %，因此共敏化元件的整體最佳化效能可高達10.4 %，遠比單一YD2-oC8染料製成的元件( η= 8.8 %)，或紫質與有機染料共敏化的元件來的優異許多(YD2-oC8+CD4, η = 9.2 %)。
* H.-P. Wu,Z.-W. Ou, T.-Y. Pan, C.-M. Lan, W.-K. Huang, H.-W. Lee,N. M. Reddy, C.-T. Chen, W.-S. Chao,C.-Y. Yeh and E. W.-G. Diau, “Molecular Engineering of Cocktail Co-sensitization for Efficient Panchromatic Porphyrin-sensitized Solar Cells”, Energy Environ. Sci.2012, 5, 9843-9848(2012)