本研究成功的合成出四種具有不同性質的奈米粒子:多面體矽倍 半氧寡聚物 (POSS-SC16)、硫化鎘 (CdS-SC12)、硫化鉛 (PbS-OA)、
金 (Au-SC12)。再分別以吸收光譜圖、穿透式電子顯微鏡鑑定其光學 性質與粒徑大小，並確定實驗中有成功合成出四種奈米粒子。之後將 四種奈米粒子與覆蓋硫酚的硫化鎘奈米粒子 (CdS-SPh) 依不同比例 加入 P3HT/PCBM 異質接面太陽能電池中，製作一系列的元件與分 析。
經由元件量測，可確認將少數奈米粒子加入 P3HT/PCBM 主動層 中，皆可成功的製作出單層異質接面太陽能電池，且都保有太陽能光 電的特性。當加入 5 %奈米粒子於 P3HT/PCBM 混摻太陽能電池時，
CdS-SPh 會使短路電流增加，開路電壓則較不受影響，POSS-SC16短 路 電 流 雖 稍 微 降 低 ， 仍 不 影 響 開 路 電 壓 值 ， 但 加 入 CdS-SC12、 Au-SC12、PbS-OA 於 P3HT/PCBM 混摻時，皆發現並聯電阻變小(漏 電情形變大)，暗電流也有增加的趨勢(開路電壓下降)，以 Au-SC12、 PbS-OA 兩者較嚴重。在 5 %下加入的奈米粒子以 CdS-SPh 元件有最 佳的短路電流 9.91 mA/cm2以及有較佳的功率轉換效率 3.86 %。
當濃度降低至 3 %時，所有奈米粒子皆發現比濃度 5 %時功率轉 換效率較佳，也符合我們從電子顯微鏡發現，當濃度愈高時，奈米粒
117
子易形成過度嚴重聚集，可能減少了材料彼此接觸面積，降低電子電 洞對拆解，以及阻隔電洞或電子傳到陽極或陰極收集，都可能影響到 整體的功率轉換效率。
118
參考文獻
1. R. E. Smalley, Energy & NanoTechnology Conference, Rice University, 2003, May 3.
2. A. E. Becquerel, Acad. Sci. 1839, 9, 145.
8. http://www.konarka.com.
9. P. Péchy, T. Renouard, S. M. Zakeeruddin, R. Humphry-Baker, P.
Comte, P. Liska, L. Cevey, E. Costa, V. Shklover, L. Spiccia, G. B.
Deacon, C. A. Bignozzi, M. Gratzel, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123,1613.
10. M. Gratzel, Inorg. Chem. 2005, 44, 6841.
11. B O’Regan, M. Gratzel, Nature 1991, 353, 737.
12. Y. J. Cheng, S. H. Yang, C. S. Hsu, Chem. Rev. 2009, 109, 5868.
13. C. J. Brabec, G. Zerza, G. Cerullo, S. De Silvestri, S. Luzzati, J. C.
Hummelen, S. Sariciftci, Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 232.
14. http://org.ntnu.no/solarcells/pages/Chap.2.php?part=1.
15. H. Hoppe, N. S. Sariciftci, J. Mater. Res. 2004, 19, 1924.
119
16. W. W. Yu, X. Peng, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2368.
17. M. Brust, M. Walker, D. Bethell, D. J. Schiffrin, R. Whyman, J.
Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, 801.
18. L. O. Brown, J. E. Hutchison, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 882.
19. T. Teranishi, S. Hasegawa, T. Shimizu, M. Miyake, Adv. Mater.
2001, 13, 1699.
20. T. Shimizu, T. Teranishi, S. Hasegawa, M. Miyake, J. Phys. Chem.
B 2003, 107, 2719.
21. M. J. Hostetler, J. E. Wingate, C. J. Zhong, J. E. Harris, R. W.
Vachet, M. R.Clark, J. D. Londono, S. J. Green, J. J. Stokes, G. D.
Wignall, G. L. Glish, M.D. Porter, N. D. Evans, R. W. Murray, Langmuir 1998, 14, 17.
22. C. Burda, X. Chen, R. Narayanan, M. A. El-Sayed, Chem. Rev.
2005, 105, 1025.
23. J. Rockenberger, L. Troger, A. Kornowski, T. Vossmeyer,
A. Eychmuller, J. Feldhaus and W. Weller, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2691.
24. C. B. Murray, D. J. Norris, M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc.
1993, 115, 8706.
25. A. Agostianoa, M. Catalanob, M. L. Curric, M. D. Monicaa, L.
Della Mannaa , L. Vasanelli, Micron 2000, 31, 253.
26. C. -Y. Kuo, M. -S. Su, Y. -C. Hsu, H. -N. Lin, K. -H. Wei, Adv.
Funct. Mater. 2010, 20, 3555.
27. M. A. Hines, G. D. Scholes, Adv. Mater. 2003, 15, 1844.
28.黃民揚, 國立台灣科技大學化學工程學系, 碩士論文, 2009.
120
29. C. Zhang, F. Babonneau, C. Bonhomme, R. M. Laine, C. L. Soles, H. A. Hristov, A. F. Yee, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8380.
30. K. M. Coakley, M. D. McGehee, Chem. Mater. 2004, 16, 4533.
31. H. Kallmans, M. Pope, J. Chem. Phys. 1958, 30, 585.
32. A. K. Ghosh, T. Feng, J. Appl. Phys. 1978, 49, 5982.
33. C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183.
34. G. Yu, C. Zhang, A. J. Heeger, Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 1540.
35. J. J. M. P. Halls, K., R. H. Friend, S. C. H. Moratti, A. B., Appl.
Phys. Lett. 1996, 68, 3120.
36. N. S. Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, F. Wudl, Science 1992, 258, 1474.
37. N. S. Sariciftci, D. Braun, C. Zhang, V. I. Srdanov, A. J. Heeger, G.
Stucky, F. Wudl, Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 585.
38. G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789.
39. W. Ma, C. Yang, X. Gong, K. Lee, A. J. Heeger, Adv. Funct.
Mater. 2005, 15, 1617.
40. J. Y. Kim, S. H. Kim, H. H. Lee, K. Lee, W. Ma, X. Gong, A. J.
Heeger, Adv. Mater. 2006, 18, 572.
41. G. Li, V. Shortriya, J. Huang, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang,
Moses, G. C. Bazan, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 252105.
121
44. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J.
Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
45. K. Kim, D. L. Carroll, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 203113.
46. B. V. K. Naidua, J. S. Parka, S. C. Kima, S. M. Parka, E. J. Leea, Hauff, J. Parisi, K. Al-Shamery, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 3981.
49. W. U. Huynh, J. J. Dittmer, A. P. Alivisatos, Science 2002, 295, 2425
50. L. Han, D. Qin, X. Jiang,Y. Liu, L. Wang, J. Chen, Y. Cao, Nanotechnology 2006, 17, 4736
51. B. Sun, N. C. Greenham, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3557 52. B. Sun, H. J. Snaih, A. S. Dhoot, S. Westenhoff, N. C. Greenham,
J. Appl. Phys. 2005, 97, 014914
53. N. C. Greenham, X. G. Peng, A. P. Alivisatos, Phys. Rev. B 1996, 54, 17628
54. L. Wang, Y. S. Liu, X. Jiang, D. H. Qin,Y. Cao, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 9538
55. C.Y. Kwong, A. B. Djurisic, P. C. Chui, K.W. Cheng, W. K.Chan, Chem. Phys. Lett. 2004, 384 , 372
56. T. -W. Zeng, Y. -Y. Lin, C. -W. Chen, W. -F. Su, C. -H. Chen, S. -H.
Liou, H. -Y. Huang, Nanotechnology 2006, 17, 5387
57. Y. -Y. Lin, T. -H. Chu, C. -C. Chen, W. -F. Su, Appl. Phys. Lett. 2008,
122
Janssen, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1703
60. W. J. E. Beek, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2004, 16, 1009
61. S. A. Mcdonald, G. Konstantatos, S. Zhang, P. W. Cyr, E. J. D.
Klem, L. Levina, Sargent E. H. Sargent, Nat. Mater. 2005, 4, 138 62. D. Cui, J. Xu, T. Zhu, G. Paradee, S. Ashok, Appl. Phys. Lett.
2006, 88, 183111
63. E. Arici, H. Hoppe, F. Schffler, D. Meissner, M. A. Malik, N. S, Sariciftci, Thin Solid Films 2004, 451-452, 612
64. Y. -Y. Lin, D. -Y. Wang, H. -C. Yen, H. -L. Chen, C. -C. Chen, C. -M.
Chen, C. -Y. Tang, C. -W. Chen, Nanotechnology 2009, 20, 405207 65. E. Kymakis1, N. Kornilios and E. Koudoumas, J. Phys. D: Appl.
Phys. 2008, 41, 165110
66. M. -C. Wua, Y. -Y. Lin, S. Chen, H. -C. Liao, Y. -J. Wua, C. -W.
Chen, Y. -F. Chen and W. -F. Su, Chem. Phys. Lett. 2009, 468, 64.
67. http://www.ac-2.com/AC_En/inst.html 68. http://web1.knvs.tp.edu.tw/AFM/ch4.htm
69. H. Xu, B. Yang, X. Gao, C. Li, S. Guang,
J. Appl. Polym. Sci. 2006, 101, 3730.
70.吳民耀; 劉威志, 物理雙月刊, 2006, 28.
71. R. L. Whetten, J. T. Khoury, M. M. Alvarez, S. Murthy, L. Vezmar,
123
Z. L. Wang, P. W. Stephen, C. L. Cleveland, W. D. Luedtke, U.
Landman, Adv. Mater., 1996, 5, 428.
72. I. In, Y. W. Jun, Y. J. Kim, S. Y. Kim, Chem. Commun. 2005, 800 73. J. Pommerehne, H. Vestweber, W. Guss, R. F. Mahrt, H. Bassler, M.
Porsch, J. Daub, Adv. Mater. 1995, 7, 551.
74. G. Li, Y. Yao, H. Yang, V. Shrotriya, G. Yang, Y. Yang, Adv. Funct.
Mater. 2007, 17, 1636.
75. Y. J. He, G. J. Zhao, B. Peng, Y. F. Li, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3383.
76. W. J. E. Beek, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater.
2006, 16, 1112.
124
附錄
附錄1. 1 H NMR spectrum of OvPOSS OvPOSS
125
附錄2. Mass spectrum of OvPOSS
126
附錄3. 19 Si NMR spectrum of OvPOSS
127
附錄4. 1 H NMR spectrum of POSS-SC16 POSS-SC16
128
附錄5.Mass spectrum of POSS-SC16 POSS-SC16
129
附錄6. 19 Si NMR spectrum of POSS-SC16 POSS-SC16