• 沒有找到結果。

第四章 結果與討論

4.4 結論及未來展望

本實驗將含有樹枝狀寡噻吩的釕金屬複合物成功的修飾在 5nm 的氧化鋅奈米粒子表面,其中釕金屬複合物來作為電子予體部分,藉 由矽氧基成功地去鍵結於氧化鋅奈米粒子表面,並且合成出三個不同 共軛長度的樹枝狀寡噻吩分子,進一步探討其光物理性質、電化學性 質以及光電轉換效率。

當改變不同長度的共軛系統,會直接影響到吸收光譜的範圍,藉 由釕金屬鍵結後,我們的吸收光譜變得較為寬廣,此外此現象有助於 光電轉換效率的提升。隨著代數的增加也增寬了吸收光譜的吸收範圍 並且我們藉由放光光譜證明了釕金屬複合物能夠有效地電子遷移 (Charge Transfer)至氧化鋅奈米粒子;從 TEM 瞭解到在利用釕金屬結

合樹枝狀寡噻吩分子與氧化鋅奈米粒子後,有良好的分散程度。如此 一來,在擁有良好的電荷轉移能力及廣泛的吸收範圍,我們將此奈米 複合材料應用在太陽能電池上,然而由於成膜特性不佳的影響,成為 製作元件上的問題,因此我們利用不同溶劑嘗試去製作元件,目前我

們嘗試出利用 Chloroform 作為主要的溶劑,可發現以 ZnO-terpy- Ru-G3 :PCBM=1:1.5 的混摻比例,在 AM 1.5 的標準太陽光照射下,

元 件 效 率 可 達 到 η=0.047% , Jsc=0.629 mA/cm2Voc=0.30 V 、 FF=0.25 。我們成功的開發出新一系列不同於以往的奈米複合材料,

未來可在分子的設計上,將針對於電子予體,以成膜特性為主要課 題,進行取代基的轉換,以利於光電轉換效率的提升,進一步改變奈 米金屬形狀進行改良與探討。

參考文獻

H. Sirringhaus, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16231.

5.黄建昇, 「結晶矽太陽能電池發展近況」, 工業材料雜誌, 150, 2003.

6.D. E. Carlson, C. R. Wronski, Appl. Phys. Lett. 1976, 28, 671.

7.M. Powalla, ZSW Stuttgart, CIS and CdTe technology.

8.崔孟晉,「染料敏化太陽能電池電解質材料近況發展」,工業材料雜 誌,257 期,184,2008。

9.崔孟晉, 「染料敏化太陽能電池電解質材料近況發展」,工業材料 雜誌,257 期,184,2008。

10.Z. Sheng. Wang; K. Sayama; and H. Sugihara; J. Phys. Chem. B .2005, 109, 22449 .

11.(a) W. J. E. Beek, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2004, 16, 1009; (b) W. J. E. Beek, L. H. Slooff, M. M. Wienk, J. M. Kroon, R.

A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1703; (c) H. M. P. Wong, P.Wang, A .Abrusci, M Svensson, M. R. Andersson, N. C. Greenham, J. Phys. Chem. C. 2007,111,5244 ; (d) M. T. Lloyd, R. P.

Prasankumar, M. B. Sinclair, A. C. Mayer, D. C. Olson and J. W. P.

Hsu, J. Mater. Chem. 2009, 19, 4609.

12.(a) J. Liu, T. Tanaka, K. Sivula, A. P. Alivisatos, and J. M. J. Frechet, J.

Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6550; (b) I. Gur, N. A. Fromer, C. P.

Chen, A. G. Kanaras, A. P. Alivisatos, Nano Letters. 2007, 7, 409.

13.F. Zhang, W. Mammo, L. M. Andersson, S. Admassie, M. R.Anders son, O. Inganäs, Adv. Mater. 2006, 18, 2169.

14.D. Cui, J. Xu, T. Zhu, G. Paradee, S. Ashok, M. Gerhold, Appl. Phys Lett. 2006, 88, 183111.

15.S. Günes, H. Neugebauer, N. S. Sariciftci, J. Roither, M. Kovalenko, G.

Pillwein, W. Heiss, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1095.

16.B. R. Saunders, M. L. Turner, Advances in Colloid and InterfaceScien -ce. 2008, 138, 1.

17.C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183.

18.F. Zhang, K. G. Jespersen, C. Björström, M. Svensson, M. R. Anders -son, V.Sundström, K. Magnusson, E. Moons, A. Yartsev, O. Inganäs, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 667.

19.陳頤承,郭昭顯,陳俊亨,「太陽能電池量測技術」,工業材料雜 誌,258 期,249,2008。

20.(a) M. K. Nazeeruddin, F. DeAngelis, S. Fantacci, A. Selloni, G.

Viscardi, P. Liska, S. Ito, B. Takeru, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc.

2005, 127, 16835; (b) M. J. Grätzel, Photochem. Photobiol. C.

2003, 4, 145; (c) M. P. Grätzel, Photo Voltaics, 2006, 14, 429; (d) Y. Chiba, A. Islam, Y. Watanabe, R. Komiya, N. Koide, L. Han. J.

Appl. Phys. Part 2. 2006, 45, L638; (e) F. Gao, Y. Wang, D. Shi, J.

Zhang, M. Wang, X. Jing, R. Humphry-Baker, P. Wang, S. M.

Zakeeruddin, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10720.

21. S. Ito, S. M. Zakeeruddin, R. Humphry-Baker, P. Liska, R. Charvet, P.

Comte, M. K. Nazeeruddin, P. Pe´chy, M. Takata, H. Miura, S. Uchid a, M. Grätzel, Adv. Mater. 2006, 18, 1202.

22. (a) A. J. Moulé, J. B. Bonekamp, and K. Meerholz. J .Appl .Phys 2006, 100, 094503.; (b) B. Sun , N. C. Greenham, Phys Chem Chem Phys.20 06,8,3557.; (c) P. Wang, A. Abrusci, H. M. P. Wong, M. Sv -ensson, M. R. Andersson, N. C. Greenham. Nano Let. 2006, 6, 1789.

23. S. Gu¨nes, H. Neugebauer, N. S. Sariciftci, Chem. Rev. 2007, 107, 13 24.

24. B. C. Thompson, J. M. J. Frechet, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 58.

25. B. R. Saunders, M. L. Turner, Advances in Colloid and Interface Science 2008, 138, 1. M. K. Nazeeruddin, M. Graetzel, D. C. Bradley, J. R. Durrant, J. Phy s. Chem. B. 2006, 110, 7635; (c) J. Boucle, P. Ravirajanac, J.

Nelson, J. Mater. Chem. 2007, 17, 3141.

28. Z. Lin, Chem. Eur. J. 2008, 14, 6294.

29. (a) J. Locklin, D. Patton, S. Deng, A. Baba, M. Millan, R. C.

Advincula, C hem. Mater. 2004, 16, 5187; (b) H. Hofmeier, A El,Ghayoury, U. S. Schubert, Journal of Polymer Science: Part A:

Polymer Chemistry, 2004, 42, 4028.

30. J. Xu, J. Wang, M. Mitchell, P. Mukherjee, M. Jeffries-EL, J. W.

Petrich, and Z. Lin, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12828.

31. R. Marczak, F. Werner, J. F. Gnichwitz, A. Hirsch, D. M. Guldi, W. P

Wang, C. Klein, R. H. Baker, S. M. Zakeeruddin, and M. Graetzel, J.

Am. Chem. Soc. 2005, 127, 808; (d) C. Y. Chen, N. Pootrakulchote, S. J. Wu, M. Wang, J. Y. Li, J. H. Tsai, C. G. Wu, S. M. Zakeeruddin, and M. Graetzel, J. Phys. Chem. C. 2009, 113, 20752.

36. (a) Z. Lin, Chem. Eur. J. 2008, 14, 6294; (b) M. K. R. Fischer, C. Q.

Ma, R. A. J. Janssen, and P. Bauerle, J. Mater. Chem. 2009, 19, 4784.

37.  J. Xu, J. Wang, M. Mitchell, P. Mukherjee, M. Jeffries-EL, J. W.

Petrich, Z. Lin, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12828.

38.(a) N. R. Jana, H. H. Yu, E. M. Ali, Y. G. Zheng, J. Y. Ying, Chemical Communications 2007, 14, 1406.; (b) A. G. Martı´nez, J. P. Juste, L.

M. Liz-Marza´n, Adv. Mater. 2009, 21, 1.

39. (a) L. Viaene, J. D’Olieslager, and S. D. Jaegere, Inorganic Chemistry, 1975, 14, 2733; (b) B. P. Sullivan, J. M. Calvert, and T. J. Meyer, Inorg. Chem. 1980, 19, 1404.; (c) J. P. Co1lin, S. Guillerez, J. P.

Sauvage, F. Barigelletti, L. D. Cola, L. Flamigni, V. Balzan, Inorg.

Chem. 1991, 30, 4230; (d) B. D. Koivisto, K. C. D. Robson, C. P.

Berlinguette, Inorg. Chem. 2009, 48, 9644; (e)  I. Eryazici, G. R.

Newkome,  New J. Chem. 2009, 33, 345; (f) D. Qiu, Y. Cheng, L.

Wang, Dalton. Trans. 2009, 3247.

40. (a) J. Xu, J. Wang, M. Mitchell, P. Mukherjee, M. Jeffries-EL, J. W.

Petrich, Z. Lin, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12828; (b) M. M.

Alam, M. Mushfiq, H. Han, P. K. Bhowmik, K. Goswami, Macromolecules. 2008, 41, 7790.

41. (a) W. Chen, X. Tu, X Guo, Chem. Commun. 2009, 13, 1736; (b) Y.

Kim, R. C. Johnson, J. T. Hupp, Nano Lett. 2001, 1, 165.

42. M. C. Scharber, D. Mühlbacher, M. Koppe, P. Denk, C. Waldauf, A. J.

Heeger, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 789.

 

附圖1 化合物 Terpy 之1H-NMR 圖

附圖2 化合物 Terpy-ZnO 之1H-NMR 圖

附圖3 化合物 G1 之1H-NMR 圖

附圖4 化合物 G2 之1H-NMR 圖

附圖5 化合物 G3 之1H-NMR 圖

附圖6 化合物 G1 之 MS-FAB 圖

附圖7 化合物 G2 之 MS-FAB 圖

附圖8 化合物 G3 之 MS-(MALDI-TOF)圖

附圖9 化合物 G1 之元素分析

附圖10 化合物 G2 之元素分析 (理論值 N, 3.42; C, 69.51; H, 6.16)

附圖11 化合物 G3 之元素分析

相關文件