高共平面性可溶式小分子予體於異質結太陽能電池

Solution-Processed co-planar Molecular Donors for Efficient Bulk Heterojunction Solar Cells

陳韋安

指導教授 ： 吳孟奇

國立清華大學/電機資訊學院/電子工程研究所/碩士(2013年)

摘要

在本篇中我們準備了兩種新穎的受體-予體-受體高共平面性結構的小分子材料(BT4OT, BT6OT)，兩者都含有電子豐富的(BT)作為材料核心以及中間橋段用octylthiophene單位，最旁邊的終端接上電子缺乏的cyanoacetate單位。不同數量的octylthiophene單位會影響其光學，電化學，表面型態及太陽能電池的表現，此外BT4OT, BT6OT兩種材料因為擁有較低的最高未佔據電子分子軌域，所以會有較好的穩定度，以及在完成太陽能電池時會提供較大的開路電壓。我進行了多項的太陽能電池的參數調變測試，以利將太陽能電池優化到最好的表現，多項的參數調變如:找尋元件中主動層最適合的膜厚，測試在不同的熱退火溫度及不同時間長度下對元件的效能之影響，找尋受體材料與予體材料最恰當的混和比例，用我們的小分子材料去配對最適合的受體材料，再做成主動層的溶液中添加添加劑以改變其表面型態，用以獲得較大的電流及效能。我們得到最好的表現是在用BT6OT配對PC70BM以1:0.75的比例，以1wt%(v/v)配置在CHOLOFORM中，且加入0.25% vol的CN添加劑，所得的效率為5.05%，開路電壓為0.86伏特，短路電流密度為9.94(毫安培/公分2)，及填充因子為59.1%。

關鍵字

太陽能電池

參考文獻

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