PEDOTPSS缓冲层对於有机太阳能电池之特性影响.doc

題目：PEDOT/PSS緩衝層對於有機太陽能電池之特性影響製作學生：劉育旻、吳致緯、吳翊嘉摘要最近這幾年各大國際組織一直對全世界提出警訊，地球暖化、溫室效應、海平面上升、氣候變遷、和能源的短缺等，都是影響人類最大的因素，就像石油預估只能再用四十年、天然氣預估六十年，所以國際間個大組織、團體大量投入資源，就是要研發出可以替代石油、天然氣等.即將被耗盡的天然資源，而且又可以對抗地球暖化、溫室效應，所以太陽所提供的能量是我們可以多加利用且幾乎不太會造成任何的汙染。按照製作材料可分為矽基半導體電池、染料敏電池、有機材料電池等。有機太陽能電池是未來太陽能電池發展趨勢，因為其具有製程簡單、造價低廉、重量輕、易大面積製造及與可撓式基板相結合等優勢，有機太陽能電池被視為是電三代太陽能電池，有非常大的發展潛力。有機太陽能電池是未來太陽能電池發展趨勢，因為其具有製程簡單、造價低廉、重量輕、易大面積製造及與可撓式基板相結合等優勢，有機太陽能電池被視為是第三代太陽能電池，有非常大的發展潛力。本專題主要在探討如何改善有機太陽能電池的效率，包括探討PEDOT/PSS緩衝層厚度、ITO電極有無摻雜3% Ni(50nm)與元件有無退火，對於有機太陽能電池之特性影響。研究方法本專題針對PEDOT/PSS量測四種不同厚度，分別為分別為 100nm、80nm、60nm、40nm對於有機太陽能電池之I-V特性影響。研究結果顯示，40nm之元件有最大的短路電流。接著針對PEDOT/PSS(40nm)之元件，探討有無摻雜3% Ni(50nm)之之ITO電極對於元件特性之影響。由於元件效率過低，此實驗並無法觀察到Ni摻雜之ITO電極是否能提升有機太陽能電池轉換效率 由前面實驗之結果得知轉換效率最好之元件，條件為ITO玻璃基板摻雜3% Ni(50nm)、PEDOT/PSS厚度為40nm的元件，接著進行元件有無退火效率表現之影響。結果顯示退火能讓晶格從新排列，增加短路電流，進而提升有機太陽能電池轉換效率。實驗流程實驗流程圖退火未退火光電特性量測退火鍍鋁電極鍍鋁電極旋塗P3HT/PCBM旋塗P3HT/PCBM旋塗PEDOT/PSS旋塗PEDOT/PSS蝕刻ITO濺鍍上3%Ni蝕刻ITO純ITO玻璃基板:清洗ITO玻璃基板結論本研究是利用改變PEDOT/PSS緩衝層厚度觀察其對於有機太陽能電池特性之影響，找出緩衝層最佳的效率轉換厚度，並探討元件有無退火進行光電特性量測之效率比較:(1)研究結果發現元件緩衝層PEDOT/PSS厚度越薄其短路電流越大；但並不是越薄越好，如果厚度太薄會減低ITO與P3HT/PCBM間之介面緩衝效應，短路電流反而越小。本研究發現其厚度在40nm時會有較好的短路電流表現。(2)經過退火過的元件其短路電流會比沒退火過的元件來的高，可提升元件之光電轉換效率。(3)本次研究之元件效率表現不如預期，無法有效探討有無摻雜3%Ni的ITO電極對於OSC元件效率之影響。歸納出三個可能原因以作為改善元件效率之方向： 3%Ni doped ITO可