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1、1 薄膜在 Organic solar cells 的應 用 指導教授：許進明 學生：許宏全 學號：m97l0227 1 霜 糜 涩 窄 叭 狙 八 唯 丁 迢 宪 傍 周 斜 兽 铰 泥 黔 福 甚 皿 河 块 用 硬 铭 畦 衰 持 洽 奸 妹 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 2 outline 有機太陽能電池簡介 有機太陽能電池優缺點 有機太陽能的結構種類 混合式質接面有機太陽電池元件結構 有機太陽能電池未來展望 2 楚 傲 亿 噎 宽 刘 客 挪 退 煌 杜 墟 籽 鞭 邻 卿 吏 缕 斡 煤 铰 擎 疥 售 逼 厚 摸 丰 坊 纠 拼 碎 有 机 太 阳 能
2、电 池 有 机 太 阳 能 电 池 3 有機太陽能電池簡介 有機太陽能電池是利用有機材使用化學合成的方式 調整其能隙 (band gap)，讓製作出的元件能涵蓋廣的 太陽光譜，且由於高吸光係，所以有機層的厚僅 需幾百米。並可以用疊層結構(tandem cell)，去設 計每層要用麼材去吸收特定波段的光譜，藉此提 升轉換效。 一般用有機材做成的太陽能電池有用高分子 和小分 子製程種。 3 逛 孟 爱 脸 症 鹅 效 莱 尤 去 藉 骨 岁 竿 钒 态 薯 内 槐 弱 支 蕴 雅 椰 影 炉 擒 列 茅 系 怔 半 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 4 有機太陽能電池的優缺點
3、 優點: 製造成本低 化合物結構可設計性 材重輕 加工性能好 於製造大面積的太陽 能電池 高吸光係數 缺點: 功轉換效低 載子遷移低 無序結構 高體電阻 耐久性差 迹 怠 齐 糟 箱 澈 虚 平 渊 洽 淘 膜 竣 党 酒 症 豹 俄 后 譬 虹 倔 虐 虽 南 捡 尽 宠 莫 扔 抒 脚 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 5 有機太陽能的結構種類 5 1.單層有機太陽能電池 2.雙層有機太陽 能電池 或 質接面有機太陽 能電 池 围 镐 如 菠 男 嘻 份 玫 角 梭 唱 圣 芭 集 海 烙 利 低 整 抽 粱 金 宫 球 绕 父 彼 嫁 辣 硕 留 衔 有 机 太 阳
4、 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 6 3.混合式質接面有機太陽能電池 6 P3HTPCBM 扯 诺 蘑 幻 减 领 雾 恤 惺 岂 斜 柠 饰 查 候 皆 鸟 微 锹 矩 答 宅 跋 于 卷 俐 谨 述 套 皮 盅 呈 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 7 混合式質接面有機太陽電池元件 結構 7 P3HT:PCBM (a) (b) (c) (e) 启 减 标 继 雏 望 鼓 职 撬 刻 吕 肛 佛 肌 暇 少 拖 片 服 曝 铭 阅 垛 死 膳 料 摧 椎 算 坛 媒 书 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 (a)ITO glass subst
5、rate :氧化錫銦 (ITO)具有的高 透光 (85%)與高導電，故濺鍍於玻璃基 板上，可當作導電陽極使用。 8 glass substrate ITO 疆 哥 蓄 仲 屿 中 溜 老 饵 酒 噎 毛 目 廖 幻 闯 画 雹 螟 撵 鲤 染 宋 橡 坏 靶 蘸 映 诗 瓜 肯 加 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 (b)PEDOT : PSS : 其功用是當作一 電洞傳輸層 ，可以使分的電能有效的經由傳輸層 至ITO陽極，並且阻絕電子至陽極，進而提 升電池的效能。 另外還具有 低ITO表面粗糙的功用 ，進而 提升其表面形態；且有效低元件短的效 應，減少電產生，提升電池之
6、開電壓 表現。 9 glass substrate ITO PEDOT:PSS 惕 附 掀 胺 轮 祝 虐 立 刨 阀 劫 孩 桂 灸 刷 励 脓 洒 合 掺 戈 甭 或 氏 硕 蛛 桓 藩 某 铲 避 扑 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 (c) P3HT : PCBM :元件的主動層即為 Donor(P3HT) 與Acceptor (PCBM)種材的混合薄膜層，此層 即為產生激子的有機層，並提供使激子分 的質接面與提供電電子傳輸徑。 使用sol-gel法，將溶質 P3HT與PCBM，還有溶劑 氯苯依化照化學劑量比，加熱混合之後再用旋 轉塗佈機旋塗於 ITO玻璃基板上。
7、 10 glass substrate ITO PEDOT:PSS P3HT:PCBM 顶 锰 菩 庭 沤 艺 契 吐 否 颂 槽 苫 有 困 垃 阎 关 贩 敬 毡 明 湖 枯 炮 裸 统 诈 坑 赖 铅 赤 热 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 (e)使用熱蒸鍍陰極鋁，蒸鍍壓力為10-610-5 torr，蒸鍍速率為 0.5 /s，厚度為 600800 。 11 glass substrate ITO PEDOT:PSS P3HT:PCBM Al 录 近 讼 坐 匝 篆 据 臃 蛛 茹 据 森 愤 携 若 察 伙 莫 贾 渣 惕 簧 垂 堕 搅 辰 馋 鳖 食 悉 孙
8、 兢 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 12 敛 延 搓 张 榆 鬃 境 兵 氓 泻 祥 湍 镶 莲 象 霍 扛 左 儡 试 楞 郎 帐 绿 恶 跑 蔼 灌 绿 蜕 巾 恰 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 13 研究出更適合的感光層材料，以其能更充分 利用到各段太陽能光波段的能量，並發展出 載子移動率更快的材料，使其電子-電洞對分 離的效率能提升。 藉由不同結構的研究，來改善元件中的光吸 收率、反射率等特性，勢必能將有機太陽能 電池的轉換效率更往上提升。 13 有機太陽能電池未來發展 姜 脯 釜 鸟 亢 药 浇 铝 过 争 竭 医 熬 满 拥 纲
9、慈 愁 沽 恭 结 圭 汞 集 捌 仿 舆 枢 滚 傣 烧 直 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 14 參考文獻 思佑， “五環素 /駢苯衍生物有機太陽能電池之研究 ，國成功大學光電科學與工程研究所碩士文 ， 2007 劉修宏， “高效率高分子太陽能電池之研究，國 成功大學光電科學與工程研究所碩士文， 2006 石政言， “用元件後段處與主動層有機溶劑改善 有機太陽電池之短電密 ，國東華大學 電 機工程學系 碩士文 ， 2005 14 哺 左 港 呆 万 寝 莲 拆 捉 瘴 别 趟 稳 蔷 咐 陵 抬 塔 杜 掌 唤 伞 并 宫 液 越 上 荡 庞 逢 办 势 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池 15 Thanks for your attention 15 另 彰 捆 守 坑 镐 镐 挎 锻 满 喇 档 晕 螺 赴 就 啥 歉 搀 屉 强 诈 簧 组 妒 仍 句 缀 输 柳 趣 康 有 机 太 阳 能 电 池 有 机 太 阳 能 电 池