藥品及儀器

4-1 實驗藥品

1. Zinc acetate dihydrate

分子式：Zn(CH₃COO)₂ .2H₂O 分子量：219.5 純度：99 % 製造商：SHOWA

2. Potassium hydroxide 分子式：KOH

分子量：56.11 純度：85 % 製造商：SHOWA

3. Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) ，regioregular 分子式：P3HT 結構式：

分子量：42081 (GPC) 熔點：238℃

製造商：ALDRICH 4. n-propylamine

分子式：CH₃CH₂CH₂NH₂

分子量：59.11 純度：99 %

沸點：48 ℃ 密度：0.719(g/ml) 製造商：Fluka

S

5. butylamine

分子式：CH₃(CH₂)₃NH₂

分子量：73.14 純度：98 % 沸點：78 ℃ 密度：0.74(g/ml) 製造商：Fluka

6. Methanol 分子式：CH₃OH

分子量：32.04 純度：99.8 % 沸點：64.7℃ 密度：0.791(g/ml)

製造商：TEDIA(配藥用)、ECHO、景明化工(ITO 清洗製程用) 7.Chloroform

分子式：CHCl₃

分子量：119.36 純度：99.9 % 沸點：60.5~61.5℃ 密度：1.492(g/ml) 製造商：TEDIA

8. Acetone

分子式：CH₃COCH₃

分子量：58.08 純度：99.685 % 沸點：56 ℃ 密度：0.791(g/ml) 製造商：ECHO、景明化工

* *

SO₃ -n

9. 2-propanol

分子式：(CH₃)₂CHOH

分子量：60.10 純度：99.5 % 沸點：82 ℃ 密度：0.785(g/ml) 製造商：ECHO、景明化工

10. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrene sulfonate) PEDOT 分子式：(C₆H₄O₂S)_n

PEDOT 結構式：

PSS 結構式：

PEDOT:PSS ratio：1：6(by weight)

沸點：≒100 ℃ work function：≒5.0 ev 製造商BAYTRON®

11. Aluminum 元素符號：Al

原子量：26.98 純度：99.99 % 熔點：660.37 ℃ 密度：2.7(g/ml) 製造商：銥光科技

12. ITO 導電玻璃 電阻：5~10Ω 製造商：默克光電

4-2 實驗儀器

1.穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscope，TEM) 製造商：Hitachi 型號：H-600

簡介功能：用以分析樣品形狀與結構。電子束由機台頂端的熱鎢絲中射 出，經過電子聚焦透鏡後，產生近似平行之電子束穿透樣品(此樣品厚度 必須小於 100nm)，再透過電子物鏡和投影物鏡將電子束投影至螢光屏 上，形成影像。

分析條件：加速電壓75KeV 樣品製備：

z 分析合成氧化鋅奈米棒的尺寸：將 10mg/ml 溶液直接滴在銅網上。

z 分析氧化鋅和高分子混摻後的分散情形：將有旋轉塗佈 PEDOT:PSS 和有機感光層的基材泡入水中，PEDOT:PSS 會溶於水中，將漂起的 有機感光層用銅網撈起觀察。

z 分析元件截面：以超薄切片機切片後，用銅網撈起觀察。

2.低溫高解析度穿透式電子顯微鏡 (Cryo-High-resolution Transmission Electron Microscope ，HRTEM)

製造商：JOEL 型號：JEM-2010

簡介功能：在奈米晶體研究中，提供極高的放大倍率以利晶體結構觀察。

分析條件：加速電壓200KeV

樣品製備：配置溶液10mg/ml 直接滴在銅網上，在常溫下抽乾後觀察。

3.高解析度 X 光繞射儀 (High Resolution X-ray Diffractometer) 製造商：Bede 型號：D1

簡介功能：以銅靶產生 K^α之 X 光，具有結晶結構的樣品會對 X 光進行 繞射，在特定角度產生訊號，藉由這些訊號鑑定晶體的結構。利用低掠 角 X 光入射的方式可以明顯增強薄膜材料之繞射訊息，因此被廣泛應用 於薄膜分析。

分析條件：工作電壓40KeV 電流 2mA

繞射角度20~80 度(分析 ZnO) 2~40 度(分析 ZnO 和 P3HT 混摻) 靶材：銅靶(Cu-Kα，λ=1.54056Å )

樣品製備：

z 分析 ZnO：40mg/ml ZnO 溶液以 1000rpm 旋轉塗佈在玻璃片上，反覆 多次，直到玻璃片成全白。

z 分析 ZnO 和 P3HT 混摻：和元件製作條件相同。

4.紫外光-可見光光譜儀 (Ultraviolet-visible Spectroscopy) 製造商：HP 型號：Agilent-8453

簡介功能：用以了解樣品對紫外光及可見光的吸收強度。由樣品對光的 吸收度代入Beer’s law，得到樣品在 300~800 nm 之間的光吸收圖譜。

分析條件：300~800 nm

樣品製備：10mg/ml 的 P3HT/ZnO 以 1200rpm 旋轉塗佈在 ITO 玻璃上。

5.光激發光光譜圖 (Photoluminescence Spectroscopy，PL) 製造商：Hitachi 型號：F-4500

簡介功能：樣品經吸收一特定波長之激發光後，電子受激發躍遷至激發 態，而後重回基態所釋放的能量以光的形式表現，以光激發光光譜測量 其放射波長與能量。在太陽能電池的研究裡，我們藉由PL 強度的下降，

推測有能量轉移到其他地方(電或熱…)，做為發展太陽能電池元件潛能的 評估方式之一。

分析條件：依吸收光譜選擇激發波長，測量其發光位置與強度。

掃描速度240(nm/min)，ex slit=10mm，em slit=10mm，voltage=700

樣品製備：10mg/ml 的 P3HT/ZnO 以 1200rpm 旋轉塗佈在 ITO 玻璃上。

6.原子力顯微鏡 (Atomic Force Microscope，AFM) 製造商：Digital Instrument

型號：Digital Instrument Multimode Scanning Probe Microscope 簡介功能：用以了解樣品的表面型態、粗糙度以及厚度。

分析條件：Tapping Mode AFM 樣品製備：

z 表面型態分析：將 10mg/ml 的 P3HT/ZnO 旋轉塗佈在有 PEDOT:PSS 的 ITO 玻璃上。

z 高度分析：用尖銳物在高分子膜上切出溝槽，以 90 度進行掃描溝槽 深度，掃描數次取其平均值和表面形態分析中的 ΔZ 交叉應證。

7.掃描式電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscope，SEM) 製造商：JOEL 型號：JSM-6500

簡介功能：在此用以分析元件的剖面結構。利用電子束撞擊試片表面，

使表面原子激出電子，收集這些二次電子轉譯成表面影像。

工作距離10mm~8mm 加速電壓：15keV

8.元件測量設備

Keithley236 source measure unit

分析條件：架設 AM 1.5 太陽光模擬器，以 100mw/cm²強度照射在元件 上，利用Keithley236 供給-2V~2V 的電壓，讀取相對應的電流值。