石墨烯高分子太陽能電池之研究

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題名:	石墨烯高分子太陽能電池之研究
作者:	林子琳歐珍方
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	石墨烯高分子太陽能電池光電轉換效率
日期:	2012
上傳時間:	2013-07-23 16:02:15 (UTC+8)
出版者:	台中;國立勤益科技大學
摘要:	石墨烯具有良好的導電、導熱、散熱及強度特性，未來可能取代矽成為新一代導電材料，又因其具有良好的導電性、透明度及韌性，適合被用來製作成可捲曲、透明、觸控等功能的顯示器和太陽能板。本研究以Imidazole:Fe(OTs)3:EDOT莫爾比為2:1.75:1，並加入對EDOT重量比(0~0.1)之石墨烯，利用化學氧化聚合成PEDOT:Graphene電洞傳輸層，添加石墨烯為有效改善界面與電荷傳輸性質，使元件效果提升。並於主動層中添加TiO2奈米粒子或油酸(OA)來探討對有機太陽能電池的影響。我們利用掃描探針顯微鏡(SPM)、α-step膜厚儀、接觸角測量儀、場發射電子顯微鏡(FE-SEM)、四點探針、傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)，UV-Vis光譜儀和太陽光模擬光源系統。來測量表面粗糙度、薄膜厚度、接觸角、表面型態、表面電阻、官能基變化、吸收度和光電轉換效率。從結果得知，以PEDOT:Graphene製備電洞傳輸層，當石墨烯添加量為0.05，旋轉塗佈轉速為4000rpm、烘烤溫度130℃、烘烤時間10min時，由四點探針測得最低的電阻值，相對的導電效果最佳。由SPM可以觀察到電洞傳輸層之表面型態，當石墨烯的含量增加，高低差也隨著增加。由FE-SEM圖可觀察到，當石墨烯含量增加時，出現明顯的團聚現象，此與導電率比較得知，團聚的石墨烯會使電阻提高，導電率降低。以P3HT:PCBM為主動層，電洞傳輸層未添加石墨烯時之元件其開路電壓為0.016V、光電轉換效率為0.00003％，當電洞傳輸層添加石墨烯含量0.05時，開路電壓提升至0.537V提升了0.521V；光電轉換效率提升至0.00059％。電洞傳輸層石墨烯含量0.05時，於主動層添加TiO2奈米粒子重量比為0.5時，元件之短路電流由0.0049mA提升至0.2405mA；光電轉換效率提升至0.0277％。於主動層添加油酸(OA)之比例為1mg:1mg:2μl時；短路電流由0.0049mA 提升至0.8753mA；光電轉換效率由0.00059％提升至0.0679％。由上述結果知在主動層添加油酸(OA)比添加TiO2具有較佳的光電轉換效率。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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