反式有機太陽能電池之光電特性研究

Translated title of the thesis: Studies of Photovoltaic Characteristics of Inverted Organic Solar Cells
  • 楊 程吉

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文使用聚乙烯亞胺(polyethyleneimine簡稱b-PEI) 做為反式有機太陽能電池之電子萃取層,研究b-PEI的製程參數對太陽能電池光伏特性的影響,並研究元件的操作穩定性,最後,則與傳統順式元件比較之,傳統順式元件一般使用poly(3 4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT)為電荷萃取層。電池元件的主動層材料選用高分子聚3-已基?吩[Poly(3-hexylthiophene-2 5-diyl),P3HT]為電子施體與[6 6]-苯基-C61-丁酸甲酯 [(6 6)-phenyl C61-butyric acid methyl ester]為電子受體。本論文利用X光繞射光譜、原子力顯微鏡、紫外-可見光吸收光譜與拉曼光譜,研究主動層薄膜在不同製程參數的b-PEI層的微結構變化,並探討其與元件光伏特性的關聯性。   實驗結果顯示b-PEI的製程參數明顯影響反式有機太陽能電池的光伏特性,當使用甲醇為溶劑和180 oC的成膜溫度製作b-PEI 層,再將元件在150 oC進行熱退火處理,元件之光電轉換效率可達3 21%,優於傳統製程製作的順式有機太陽能電池(效率為2 46%)。結構分析發現b-PEI薄膜的製程參數會影響到後續主動層的微結構,在最佳製程參數的b-PEI薄膜上,P3HT有較佳的縱向結晶性與較短的共軛鏈長,且表面有較多突出區,有利電荷進行縱向傳輸,因此元件有較高的短路電流與較佳的光電轉換效率,優於使用PEDOT:PSS電荷萃取層之傳統順式元件。我們進一步發現使用b-PEI電子萃取層的反式元件的壽命遠優於傳統順式元件。
Date of Award2014 Sep 3
Original languageChinese
SupervisorHorng-Long Cheng (Supervisor)

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反式有機太陽能電池之光電特性研究
程吉, 楊. (Author). 2014 Sep 3

Student thesis: Master's Thesis