本研究以2009年1月1日至2013年12月31日之資料探討30家半導體相關產業,取其季資料,並以縱橫資料(Panel Data)的形式,採用Gonzalez, Teräsvirta and van Dijk (2004, 2005)所推導出的縱橫平滑移轉模型,以研究與開發費用率變數做為門檻變數,探討其對半導體相關產業的經營績效所造成的影響。以近四季連續性每股盈餘衡量半導體相關產業的經營績效的指標,藉由研究與開發費用率做為移轉變數的實證研究,並進一步評估財務指標影響半導體相關產業績效的程度,在不同研究與開發費用率下檢測公司設立時間、存貨週轉率、產權比率和稅後淨利增長率對半導體相關產業經營績效所造成的影響。
Application of Chitosan Electrosprayed Nanopa吋 icles and Electro-spun Nanofibers 研究生: Doan Van
-PtcIuster 奈米桿狀金屬觸媒於電流式葡萄糖與尿酸感測器之製備與應用Dispersion of Colloidal Silica and Its Application to 有多顏色及高穩定電致變色特性之新型多支鏈高分子材料非酵素電流式尿酸生物感測器之製備製備與鑑定高固含量二氧化矽溶膠水溶液Application of Graphene
-dendrimer-platinum nanocomposites and their application PVA-modified carbons for enhanced boron /Ti02 thin film and its application on photocatalytic degradation of methylene blue 蕭瑞祥槌口亞
在本研究中,我們報告分子界面工程分別在高分子太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池中的應用。界面層具有改變電極工函數的作用,及可有效的提取激子和改變基板的表面能狀態,從而優化高分子太陽能電池中的異質接面形態。首先,具有官能基團的小分子可形成交聯網絡,提供長期熱穩定形態於高分子太陽能電池。其次,高分子太陽能電池之主動層與將金屬材料分散在電洞傳輸層中之界面層,由於局部表面電漿共振模式的激發,導致光學吸收的顯著增強。除此之外,將少量的乙基碘化銨(EAI)摻入鈣鈦礦前驅液中。對於乙基碘化銨衍生鈣鈦礦薄膜,觀察到在更高波長和更高結晶度下更強的吸光度,這兩者都與鈣鈦礦(MAPbI3-xClx)薄膜的更高表面覆蓋率相關。此外利用胺基寡分子通過氮原子和欠配位鉛(Pb2+)離子之間的配位鍵合來鈍化鈣鈦礦(MAPbI3)的缺陷位點。最後與優化前的元件相比,在分子界面工程的修飾下,光電轉換效率顯著提升(AM 1.5G 1000W m-2)。
本論文分成五個研究主題,第一個研究主題:我們利用Bingel-Hirsch reaction合成一系列苯環對位位置帶有不同取代基結構的碳六十衍生物,作為光伏打作用層內部之電子受體,衍生物分別為B-C60、MB-C60、EB-C60、nBB-C60、iPB-C60以及tBB-C60。碳六十衍生物官能基的設計影響著碳六十與聚己基噻吩之相容性,隨著苯環上的烷基碳數增加,碳六十衍生物上的苯環官能基共平面特性開始增加,與碳球間的π-π作用力也跟著增加,亦使得碳六十衍生物容易傾向以規則性堆疊的方式排列,導致MB-C60、EB-C60形成結晶形態的聚集,倘若苯環接上更為立體對稱的烷基結構,將使得碳六十衍生物溶解度增加,並破壞苯環官能基與碳球的π-π吸引力,擴大苯環與碳球間的吸引距離,最終碳六十衍生物彼此堆疊更為鬆散,故能與聚己基噻吩產生更好的相容性與分佈形態,因此iPB-C60、tBB-C60能均勻分散於聚己基噻吩薄膜之中。我們利用UV-vis、PL、TEM、XRD來了解電子施體與電子受體之薄膜於熱退火前後,聚己基噻吩結晶形態以及碳六十衍生物聚集行為之變化。另外針對電子與電洞遷移特性做進一步的分析,結果顯示兩物質的相容特性、異質接觸面積大小以及電子與電洞遷移率之平衡和元件所呈現出的效能有著重要的關係。光伏元件結構為ITO/ PEDOT:PSS/ P3HT:Alkyl-C60/ Ca/ Al。一系列的碳六十衍生物中以tBB-C60作為電子施體的元件有著最大的電流密度Jsc~10.03 mA/cm2,而光電轉換效率提升至3.59%。 第二個研究主題:我們證明出藉由添加少量的bis-PCBM (PCBM合成過程中所產生的副產物)置換,即能夠有效改善高溫下光作用層中PCBM分子間嚴重聚集的行為,並降低在P3HT混合體中PCBM群聚尺寸過度擴大的現象。此外亦可增加兩材料的接觸面積和太陽能元件的短路電流(Jsc),只要8.3 wt% bis-PCBM的置換添加即可使Jsc與FF提升17%,進一步得到更好的光電轉換效率,提供光作動層混合材料最穩定的形態,而P3HT/PCBM:bisPCBM高分子太陽能元件更可在150℃下加熱15小時,異質接面形態皆無明顯變化,卻仍保有穩定的光電轉換效率。 第三個研究主題目:本實驗我們使用常見的poly(3-hexylthiophene)和PCBM當作施體和受體材料,另外,我們同時採用GISAXS和GIWAXS對剛塗佈完未經熱退火、經熱退火形成BHJ結構的製程(150℃加熱5分鐘)和長時間加熱(150℃加熱360分鐘),這三種不同製程的P3HT/PCBM混參薄膜樣品進行分析。針對加熱過後BHJ結構中的高分子的結晶性與富勒烯聚集行為,進行前所未有的分析研究。於奈米尺度(~10 nm)、中尺度(10-100 nm)以及微米尺度(~μm)下,做形態的動態發展及結構的統計分析。並對於獨立的相分離區域做不同尺度的分析,也能將各層結構中不同相的構造、成長、變形以及交互作用的相關數據呈現出來。此外,我們亦將添加不同添加量的bis-PCBM於P3HT/PCBM混參薄膜中的案例,進行熱穩定性提升機制的探討。提供GISAXS和GIWAXS系統性的研究和定量調查:(1)了解bis-PCBM如何在P3HT/PCBM塊狀混摻薄膜中有效穩定薄膜的形態。(2)探討電子受體bis-PCBM與PCBM的兩種碳六十衍生物的差異性,進而與高分子施體交互作用,發展成不同的結構和相分離狀態。這樣系統性的研究提供人們深入了解,在高溫加熱下導電高分子/富勒烯形態不穩定的原因。 第四個研究主題:我們成功將常用於液晶高分子的摩擦配向技術,運用於塊狀異質接面有機高分子太陽能電池的製造。藉由不同的摩擦配向方法會使得表面產生不同的表面粗糙度,進而影響高分子的結構、形態和光學性質。因此,這些週期性的溝槽結構就能作為有效的光捕獲裝置,應用於P3HT:PCBM塊狀異質接面有機高分子太陽能電池,來提升其光電轉換效率。這種不用藉由黃光製程就能使PEDOT:PSS產生週期性奈米溝層的技術,我們稱之為摩擦配向技術。利用這些週期性的凹槽結構,來製造入射光於光作用層與電洞傳導層間的散射現象,延長光在內部行走的距離,大幅製造光電高分子吸收光的機會。此外,藉由摩擦配向所建構的PEDOT:PSS週期性溝槽,增大了PEDOT:PSS材料與光作用層之接觸面積,有助於電洞載子的傳遞與蒐集。更重要的是,我們不需要對所使用的PEDOT:PSS做進一步的調整或是加入額外的添加劑。由簡單且快速的摩擦配向方法,在有機高分子太陽能中建構一層具有週期性凹槽結構的PEDOT:PSS,將有助於其太陽能電池效率的提升。由這些具有摩擦配向PEDOT:PSS緩衝層的太陽能電池之相關數據與分析結果,證實此新興的製程技術的確適用於有機高分子太陽能未來的生產製造。 第五個研究主題:此處我們將末端接有-CF3官能基的矽烷偶合劑,藉由奈米轉印技術使其在ITO表面形成自組裝多層膜達到改質和修飾的目的。接續探討研究這些製程對光作用層形態、ITO電極功函數以及OPV效能之影響。在塊狀異質接面太陽能電池中,我們選擇使用P3HT:PCBM系統。藉由表面能和ITO功函數的調整使得光作用層形態產生改變,另外更降低了電洞注入時的能障。將改質修飾完成之ITO基板進行接觸角的量測,紫外光電子能譜(ultraviolet photoemission spectroscopy, UPS),紫外光吸收光譜以及原子力顯微鏡等觀察。從以上結果得知,修飾過的ITO功函數較靠近P3HT的HOMO,也就是達到了降低電洞注入能障的效果。藉由帶有-CF3官能基的矽烷偶合劑材料進行改質後,其太陽能電池元件之短路電流(Jsc)以及填充因子(F.F.)均有所提升,由此可證明帶有-CF3官能基的材料改善了電洞注入ITO的效能,並且提高了光電轉換效率,等同在元件中嵌入一層類似PEDOT:PSS的緩衝層。此奈米轉印自組裝多層膜技術不僅能夠有效提供陽極功函數的調整,更能適用於可繞曲式高分子太陽能電池大面積的生產。
Zinc Oxide Nanostructuresby Electrodeposition for Application ofSelf-cleaning Surfaces and Electrodepositionfor Application of Self-cleaning Surfaces and PhotovoltaicDevices研究生: 楊 叔 瑛
CO2 extraction indicates that this method has po-tential application in recovery catechin
有機共軛高分子太陽能電池具有低成本、低溫製程、可撓、容易大面積製造等等優點,近年來引起廣大的注意。爲了增加有機共軛高分子太陽能電池之光電轉換效率,一般都採用本體異質結構,此結構由施體如poly(3-hexylthiophene) (P3HT)和受體如[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)混合組成一層。本體異質結構元件是施體和受體材料互相交錯形成,提供大面積的界面讓照光所產生的激子能有效分離成電子電洞。然而施體和受體材料互相交錯則不容易形成。除此之外有機材料不是很適合載子傳輸,因此有機共軛高分子太陽能電池之光電轉換效率受限於低激子的分離機率和沒有效率的跳躍式載子傳輸。 因此我們結合單晶矽奈米線與有機材料去克服有機共軛高分子太陽能電池的缺點,利用排列整齊單晶之矽奈米線結合P3HT:PCBM本體異質結構去製作排列整齊單晶矽奈米線混成太陽能電池,這排列整齊的矽奈米線是被製造從矽晶圓,並且轉移到P3HT:PCBM所覆蓋的玻璃基板,此矽奈米線提供電子未被打擾的傳導路徑、加強光的吸收和增加激子分離的界面面積。我們的結果展示矽奈米線是有潛力地提升混成太陽能電池效率,藉由增加短路電流從7.17 mA/cm2到11.61 mA/cm2。
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