疊層式有機發光二極體(tandem organic light-emitting devices)的研究中已有許多方式可 供參考，例如在2005 年，C.-W. Chen等人提出以簡單的Cs2CO3及MoO3的組合，即可有 效地連結OLED元件[26]，其中Cs2CO3為良好的電子注入材料；而MoO3為良好的電洞注 入材料，不需要一般TOLED中麻煩的金屬物及共攙雜。因此我們將利用此方式製作元件。
2.2 文獻探討
在目前製作有機太陽能電池接近效率5 %的的研究均是利用熱退火的方式使元件的 效率提升。2005 年，A. J. Heeger等人對P3HT：PCBM系統的有機太陽能電池做熱退火 (annealing)處理[27]，在 150℃維持 30 分鐘的元件後退火條件時，短路電流，開路電壓 及填充係數，分別為9.5 mA/cm2，0.63 V及 68%，成功地把元件效率提升至 5.1%，並且 串聯電阻從 113 下降至 7.9 Ω-cm2。在XRD圖上可以看出有經由 150 ℃退火處理的 P3HT：PCBM薄膜，有較好的結晶性，且排列方向均是朝head to tail的方式，如圖 2-7(右)，
因此，有較佳的元件效率。同時也發現，元件做了元件後退火的處理，可以有更好的熱 穩定性，圖2-7(左)所示為P3HT：PCBM有機膜退火前後的示意圖，由圖可看出退火前，
高分子P3HT與PCBM相混合在一起，P3HT未具有結晶化的現象，但經退火後，很明顯 地P3HT產生結晶化，使得高分子排列趨於規則[28]。
圖2-1 退火前後對 P3HT/PCBM 結構(左)之影響與 XRD 光譜(右)[27,28]
然 而 目 前 元 件 的 瓶 頸 之 一 在 於 有 機 層 的 光 吸 收 仍 不 足 ， 在 有 限 的 厚 度 下 (0.1~0.2μm)，並不能完全吸收太陽能。而解決此問題的方法之一就是製作疊層式(tandem) 元件以克服吸收不足的問題，以小分子製作疊層式太陽能電池已有數篇相關論文發表，
例如Forrest 等人在 2002 年，證明出利用 Ag 的奈米粒子可以有效地串接兩個電池單位，
圖2-2 為他們所提出的元件結構與元件特性[29]，從圖中可看出，當 Ag 的厚度大於 0.5 nm，所得元件的開路電壓為單一單位的兩倍，但此方法的缺點是不容易重覆，原因之一 可能是Ag 奈米粒子形成的方式為使用熱蒸鍍 Ag 金屬，蒸鍍環境與條件並不易控制。
圖2-2 Forrest 團隊所發表的疊層式太陽能電池的元件結構圖與不同 Ag 的厚度條件下的 短路電流及開路電壓[29]
另外，在全溶液製程(all solution process)疊層式元件方面，Blom 團隊在 2006 年，
將上下層元件皆使用旋轉塗佈(spin-coating)的方式曡接，圖 2-3 為他們所提出的元件結 構[30]，利用中間連接層鍍上 15 nm 的金(Au)，作為下層的保護層，避免在塗佈上層有 機層時，下層不會受到上層溶液的影響，並且藉由在中間電極加上LiF/Al 及 PEDOT 來 幫助與上下層有機層達到Ohmic contact。但此方法的缺點是為了避免下層有機層受到上 層溶液的影響，中間電極金必須較厚，才能形成保護層來保護下層，但也因為較厚的中 間電極金而影響了太陽光通過下層的穿透率，使得上層有機層所能吸收的光能量降低許 多，而影響整體元件的效能。
圖2-3 Blom 團隊所發表的全溶液製程的疊層式太陽能電池的元件結構圖[30]