清華大學化學工程學系學位論文
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- 學位論文
本研究主要構想在於提升太陽能電池的光電轉換效率，藉由活性層材料的選擇、活性層形態處理與元件製程改善以達到提升效率之目的。以往文獻達到高效率(PCE>12%)的高分子太陽能電池文獻所使用的小分子大多為吸收波長小於800 nm，為了達到充分使用太陽光的目的，本研究選用2017年Hou團隊設計出吸收波長可達近1000 nm的新穎小分子IEICO-4F[33]以及碳球小分子PC71BM作為電子受體，搭配本實驗室設計出的低能隙高分子PTB7-Th來達到高效率的目的。 本研究提出使用吸收波長彼此互補的IEICO-4F和PC71BM小分子以及PTB7-Th高分子混摻形成三成份系統高分子太陽能電池，文獻上IEICO-4F或PC71BM混摻PTB7-Th的系統，其元件效率都可達10%，代表兩小分子都可與PTB7-Th有良好的活性層形態，基於以上原因將PTB7-Th、IEICO-4F和PC71BM混摻製作高分子太陽能電池，三成份系統效率為11.82%，在加入1-chloronaphthalene(Cl-na)添加劑以及經過1vol% DIO溶於乙醇的表面溶液處理後，使活性層分子排列增加、提升PTB7-Th的激子解離效率提升以及電子和電洞的遷移率，光電轉換效率也因此從11.82%大幅提升至14.18%。
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