含硫酚取代基之噻吩雙元體的合成與聚合及其在染料敏化太陽能電池之應用

吳嘉祥

指導教授 ： 韓建中

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2012年)

摘要

摘要
　　由於大量的使用石化燃料，造成石化燃料迅速的減少，因此再生能源以及綠化產業的問題因此而快速的興起，各個國家開始致力開發可再生的能源。其中最不受地形影響就是太陽能，而目前具有較高的光電轉換效率的是以矽晶元主的太陽能電池，但是其成本較高，因此為了降低其成本發展出有機太陽能電池，其中又以染料敏化太陽能電池較受到矚目。
　　接續先前本實驗室李耀華博士的研究可以知道，當聚噻吩接上具有拉電子性的側鏈取代基時，當其被激發至激發態時，主鏈上的電子會轉移至側鏈。聚噻吩主鏈本身具有良好的電洞傳輸性質，此兩種電子特性結合之下，十分適合應用在太陽能電池上做為吸光材料。poly[(3-phenylthio)thiophene] 分子量則介於1000~2500之間，為了提高聚合物之分子量以及增加其共平面性以提高導電度，我們在 (3-phenylthio)thiophene 進行結構上的修飾，使其成為2-(thiophen-2-yl)-3-(phenylthio)thiophene 後進行聚合反應其高分子與寡聚物之產率最高可以達到 97.8% 分子量則是介於 3000~4000 之間，利用噻吩減少立體障礙時可以增加高分子的分子量。經由摻雜反應可以證明 PTTPT 的摻雜能力確實比 PTPT 來的好，因為減少立體障礙後可增加聚合物之共平面性，可以提升整體的導電度以及摻雜能力。並將聚合物製成染料敏化太陽能電池之元件並測試其效率，由於共軛長鏈越長其 HOMO 能階之電子越容易躍遷至 LUMO 能階，因此分子量越大的分子做成染料敏化太陽能電池之元件，效率越大。

關鍵字

染料敏化太陽能電池

參考文獻

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