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研究生： 廖啟鈞
Chi-Jiun Liao
論文名稱： 改變陰極對有機薄膜太陽能電池之研究
Investigation of the cathode variation of organic thin-film solar cell
指導教授： 李志堅
Chih-Chien Lee
口試委員: 王俊凱
Juen-Kai Wang
范慶麟
Ching-Lin Fan
蔡枝松
none
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 72
中文關鍵詞： 太陽能電池 、熱退火 、短路電流 、開路電壓 、填充因子 、功率轉換效率
外文關鍵詞： thermal annealing, short circuit-cur
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    • 本篇論文主要探討改變不同的陰極電極(metal cathode)以及熱退火(thermal annealing)處理的方式對於元件之短路電流(short circuit-current)、開路電壓(open circuit-voltage)、填充因子(Fill factor)的變化，進而提供一個有效製程以提升有機共軛高分子太陽能電池之光電轉換效率(Power conversion efficiency)。實驗中我們利用電容-電壓曲線(Capacitance-voltage; CV)量測分析有機太陽能電池，可發現退火對於元件內部的感光層載子移動率是有影響的。此外，對於元件改變不同的陰極電極，從電容-電壓曲線分析可以發現低功函數的電極對於內部感光層可產生較大的能帶彎曲，使得有機層接面的電荷堆積量產生明顯不同，造成光電轉換效率隨著功函數能階降低而變化，最後藉由電容-電壓曲線分析和元件電流電壓量測結果我們可找出改變陰極電極功函數對於元件效率影響的關聯性。

    In this study, we investigate that the influence of the metal cathode variation and the thermal annealing on the short circuit-current, open circuit-current and fill factor. By providing a effective fabrication to enhance the power conversion efficiency of the organic conjugated polymer solar cell. In CV measurements, thermal annealing affects the carrier mobility . In addition, metal cathodes with low work function can produce broader energy-band bending in its intrinsic photosensitive layers. Hence, the different charge accumulation makes power conversion efficiency varies with the work function decreasing. Finally, we can find the relationship between the work function of metal cathodes variation and efficiency of devices by measuring of capacitance-voltage and current-voltage of devices.

    總 目 錄 誌謝 I 中文摘要II AbstractIII 總目錄IV 圖目錄VII 表目錄X 第ㄧ章 諸論1 1-1 前言1 1-1-2 太陽能電池簡介1 1-1-3 太陽光輻射4 1-2 共軛高分子太陽能電池的歷史演進5 1-2-1 單層結構5 1-2-2 雙層異質接面結構6 1-2-3 混合型異質接面結構7 1-3 理論基礎10 1-3-1 有機高分子太陽能電池的工作原理 10 1-3-2 有機高分子太陽能電池的特性分析13 1-3-3 元件的I-V特性模組17 1-3-4 有機太陽能電池之等效電路18 1-4 研究動機19 1-5 參考文獻20 第二章 實驗流程與儀器介紹22 2-1 基板的選擇23 2-2 黃光製程24 2-3 有機材料膜厚的量測27 2-4 元件的製作28 2-4-1 基板清洗28 2-4-2 有機層的旋轉塗佈29 2-4-3 熱蒸鍍機鍍上陰極30 2-4-4 元件的封裝31 2-5儀器的原理介紹32 2-5-1 熱蒸鍍機32 2-5-2 光電子光譜儀(AC-2)33 2-5-3 紫外光-可見光光譜儀35 2-5-4 太陽能電池I-V曲線量測儀器35 2-5-5 手套箱36 2-5-5 旋轉塗佈機37 2-5-6 電漿清洗機38 2-6 參考文獻39 第三章.結果與討論41 3-1 能階分析41 3-1-1 AC-2的量測41 3-1-2 吸收光譜的量測43 3-2 改變陰極對太陽能電池元件的影響46 3-2-1 實驗結構46 3-2-2 元件的光電特性比較47 3-3 退火對有機混合型太陽能電池元件的影響52 3-3-1 光電特性比較52 3-4 參考文獻54 第四章 結論56 第五章 附錄57 5-1研究動機57 5-2材料的特性分析57 5-2-1有機層膜厚的測量57 5-2-2 有機層能階的分析59 5-2-3 吸收與螢光光譜的量測60 5-2-4 PF載子移動率量測62 5-3 實驗結構65 5-3-1元件測量66 5-3-2 元件光電特性比較67 5-3-3元件壽命比較70 5-4 結論72 5-5 參考文獻72

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