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研究生: 陳貞君
Chen, Chen-Chun
論文名稱: 金屬基板軟性有機太陽電池開發
Metal Foil Flexible Organic Solar Cell
指導教授: 洪勝富
Horng, Sheng-Fu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 59
中文關鍵詞: 金屬箔軟性基板有機太陽能電池
外文關鍵詞: metal foil, flexible substrate, organic solar cell
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  • 為了達到理想上以roll-to-roll的方式製做有機太陽能電池電池,不同材料的軟性基板上陸續被研究及開發,本實驗使用鋁箔做為太陽電池的可撓式金屬基板,並加工處理使其具絕緣化且平坦化特性,最後以此為基板成功製作有機太陽能電池元件。
    本研究使用水氧化法成長氧化層並塗布polymer以達到絕緣特性,其中嘗試不同長氧化層的時間,以及polymer的材料、厚度及濃度,試圖找出最節省成本且最能達到理想阻值的結構及參數;之後並以過濾polymer或以表面水合的方式做降低鋁箔基板的表面平坦度的測試,最後以Al foil / Oxide(2hr) / 8%PVA (1000rpm、60s)作為製作元件的金屬基板。
    在製作有機太陽能元件的研究中,首先測試元件的結構的可行性,而後將元件移植到鋁箔基板上,並經由將溶液塗布的PEDOT層取代以蒸鍍方式製做的MoO3層,以改善欲蒸鍍上電極時元件的表面平坦度,以及改變主動層厚度增加內建電場提升Jsc,使得元件製作上的穩定性及效率增加,目前效率可達到1.26%。這也證實了我們成功的證實地以處理加工過的鋁箔為基板製作出有機太陽能電池。


    摘要 1 Abstract II 致謝 III 目錄 VI 圖表目錄 VIII 第一章 序論 1 1.1研究背景 1 1.1.1 太陽能電池的發展 1 1.1.2 有機高分子太陽能電池的發展 2 1.1.3 軟性機板有機太陽能電池的發展 4 1.2 研究動機 5 1.3論文架構 6 第二章 太陽能電池基本原理 7 2.1太陽能電池基礎模型 7 2.2基本參數介紹 9 2.3 有機太陽能電池能帶理論 13 2.4 有機共軛高分子材料特性 14 第三章 實驗流程及材料介紹 15 3.1 基板處理流程 15 3.1.1固定鋁箔 15 3.1.2 表面清洗 17 3.1.3 絕緣處理 18 3.1.4 平坦化 20 3.2 元件製作流程 20 3.2.1 陰極蒸鍍 21 3.2.2 電子傳輸層(PBD)成膜 22 3.2.3 主動層(P3HT:PCBM)成膜 22 3.2.4 電洞傳輸層(PEDOT) 23 3.2.5 陰極蒸鍍 23 3.2.6 電極連結 24 3.2.7 封裝 25 3.3 元件量測系統 25 3.4 材料介紹 27 3.4.1 絕緣層材料 27 3.4.2 電子傳輸層(PBD) 27 3.4.3 主動層材料 28 3.4.4 電洞傳輸層 30 第四章 實驗設計與元件討論 31 4.1 基板絕緣程度估算 31 4.2 基板絕緣化 32 4.2.1 長氧化層時間選擇 34 4.2.2 PVA溶液濃度選擇 35 4.2.3 PVP溶液絕緣測試 35 4.3 基板平坦化 37 4.3.1 Oxide / 8% PVA 之AFM量測 37 4.3.2 Oxide / 8% PVP 之AFM量測 37 4.4 Oxide / 8% PVA(已過濾)之阻值量測 40 4.5 有無氧化層之選擇 41 4.5.1 Oxide / 8% PVA 41 4.5.2 Oxide / 8% PVP 43 4.6 元件製作 44 4.6.1 電極選擇 44 4.6.2 MoO3厚度調變 46 4.6.3 kink跟熱處理討論 46 4.7 元件效率改善 51 4.7.1 以PEDOT取代 MoO3 53 4.7.2 主動層厚度調變 53 第五章 實驗總結及未來發展 56 參考文獻 58

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