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4-2 實驗方法 實驗方法 實驗方法 實驗方法 4-2-1 基板準備基板準備基板準備 基板準備

將ITO玻璃基板分別使用ITO清潔劑、去離子水、丙酮、甲醇和異丙醇,

依序使用超音波震盪機清洗各10分鐘,接著使用高純度氮氣吹乾清潔。

4-2-2 製備製備製備製備P3HT和和和P3HT/PCBM薄膜和 薄膜薄膜 薄膜

1.P3HT 分 別 以 20mg/1ml 、 25mg/1ml 、 30mg/1ml 的 比 例 溶 解 在 氯 苯 (Chlorobenzene)中,加熱至30℃下均勻攪拌12小時。

2.P3HT:PCBM以1:1的比例混摻,並以15mg/1ml、20mg/1ml、25mg/ml的比 例溶解在氯苯(Chlorobenzene)中,加熱至30℃下均勻攪拌12小時。

3.分別將P3HT溶液或P3HT/PCBM混摻溶液,以旋轉塗佈方式製備在已清洗 乾淨的ITO玻璃上,依序製成P3HT和P3HT/PCBM薄膜。

4.將製備好的P3HT和P3HT/PCBM薄膜基材,放入真空烘箱中,在120℃烘 烤1小時,主要是將薄膜內所殘留的溶劑揮發掉。

4-2-3 製備製備製備製備P3HT和和和P3HT/PCBM奈米棒和 奈米棒奈米棒 奈米棒

1.將市售的陽極氧化鋁(AAO),以2wt%NaOH水溶液清洗90秒,接著並使用 去離子水清洗數分鐘,再用高純度氮氣吹乾清潔。此步驟主要是清潔AAO 的表面,因為市售AAO在製作時,會在其表面殘留一些氧化鋁的雜質,因 此在使用前必須先清洗過。

2.將已清洗過的 pore siz 為 200 nm AAO 模板,輕放在 P3HT 或 P3HT/PCBM

薄膜基材上,輕壓 AAO 於 P3HT 或 P3HT/PCBM 薄膜上方,使其接觸性 更好,再以長尾夾以三明治的方式固定。

3.在 120℃真空下,烘烤 4 小時,立即放置室溫冷卻。

4.利用 2wt% NaOH 水溶液浸蝕,並移除薄膜基材上方的 AAO 模板,如圖 4-1 所示。

5.利用滴管使用去離子水,清洗薄膜上方所殘留的鹼液,剩餘的水滴,用氮 氣槍小心地吹乾。

5.即得 P3HT 或 P3HT/PCBM 奈米棒之薄膜。可量測 XRD、SEM、UV-Visible。

4-2-4 元件製備元件製備元件製備元件製備

1.清洗 ITO 基板和 ITO 表面處理

(1)首先將經過蝕刻圖形化過的ITO玻璃基板,分別使用ITO清潔劑、去離 子水、丙酮、甲醇和異丙醇,依序使用超音波震盪機清洗各10分鐘,接著 使用高純度氮氣吹乾清潔。

(2)使用紫外光-臭氧產生機進行表面處理,可以增進 ITO 表面親水性,以 利於 PEDOT:PSS 塗佈。

2.旋轉塗佈 PEDOT:PSS 電洞傳輸層

(1) PEDOT:PSS 以 0.45µm 的濾塞過濾。

(2)將 PEDOT:PSS 以 6000rpm 旋轉塗佈於已表面處理過之 ITO 玻璃上。

(3)使用加熱板以 140℃烘烤 40 分鐘。

ITO glass

4-2-5 元件量測元件量測元件量測元件量測

1.使用Oriel 150W太陽光模擬器,配合AM 1.5G之濾光鏡,調整量測基座與 光源機之距離,使其入射光功率達100mW/cm2,準備進行照光時I-V特性 曲線之量測。

2. 使 用 以 labview 撰 寫 之 程 式 , 來 控 制 keithley236 對 元 件 施 加 不 同 偏 壓 (-2~2V),得到不同偏壓下之光電流值及I-V特性曲線。

3.將電流值除以元件實際運作面積換算成電流密度,元件實際運作面積由 ITO陽極和鋁金屬陰極相交之面積所定義,通常為0.04cm2,如圖4-2所示。

圖4-2 顯示太陽能電池元件實際運作區域及面積。