CDCA 與 YD 系列分子共吸附之效率量測及光電轉換光譜

劑可以使電子注入量子效率上升，但YD-2 下降的結論。因此我們希望比對元件 效率來證實我們在光譜上所觀察到的現象，本實驗室博士班呂學沛學長量測了此 系列染料與不同比例CDCA 共吸附後的元件效率，將實驗結果整理於表 4-4。

表4-4 YD 系列分子與不同比例 CDCA 共吸附之元件效率

元件效率量測的結果發現 YD-0 及 YD-1 兩分子在比例為 1 : 2 之時有最佳的 元件效率，比未與CDCA 共吸附之時元件效率各提昇了 0.6 %與 1 %，比較各項 參數後，可以知道其效率的提昇主要來自於Jsc 的增加，證實了我們在動力學上 的結論，CDCA 作為 YD-0 及 YD-1 之共吸附劑的確有效。但當染料與 CDCA 比 例到1 : 10 時，CDCA 會與染料競爭鍵結位置使染料吸附量下降，結果反而使 Jsc 變小；YD-2 在動力學中的量測發現其電子注入效率隨 CDCA 比例增加而降低，

而CDCA 又會與 YD-2 競爭鍵結位置使吸附量減少，這兩個因素的影響使得 YD-2 的元件效率在加入CDCA 後越來越低。

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第五章 結論

總結我們對此一系列紫質分子在穩態光譜、螢光瞬態光譜及電池元件效率的 量測，我們可以得到的結論如下：

一、 由於此一系列分子之推電子基結構上的差異，使得YD-1 及 YD-2 其吸收光 譜較YD-0 分子在兩個特徵吸收譜帶均紅位移約 50 nm，因此在 IPCE 光譜 中看到此兩分子貢獻電流的波段較廣，這也同時反應在元件的效率表現之 上。而推電子基上的取代基為四丁基或正己烷對紫質環的共振結構並無影 響，因此這兩分子在穩態光譜中非常類似。

二、 YD-1 及 YD-2 紅外光區域出現的新吸收譜段，我們證實了這是屬於一電荷 分離態的特徵吸收。同時也因為此一電荷分離態，使得此兩分子較YD-0 容 易在薄膜之上出現J-type 聚集體，但是 YD-1 之 J-type 聚集體可藉由加入共 吸附劑來控制。

三、 從與不同比例CDCA 共吸附的吸收光譜之中，可以看到 YD-1 的 J-type 聚集 體隨CDCA 濃度增加而減少。而螢光光譜之中，顯示了 YD-0 和 YD-1 的聚 集體周圍被CDCA 所包覆，也因此出現了特徵峰的位移與螢光強度的增加。

這是CDCA 減少了聚集體間能量轉移的一項證明。

四、 紫質染料在氧化鋁薄膜的螢光瞬態光譜，電子緩解過程較為單純，可用來估 計聚集體間的能量轉移速率。實驗結果中YD-0 及 YD-1 其聚集體間的能量 轉移速率隨CDCA 比例之提高而減慢，但 CDCA 對 YD-2 的影響相對較小。

二氧化鈦薄膜上的緩解過程相對比較複雜，但比對氧化鋁薄膜上的實驗結果 使我們可以估算出電子注入二氧化鈦的速率。結果發現染料的聚集，不但會 加速聚集體間能量轉移亦會加速電子注入速率。

五、 電子注入量子效率計算結果中，發現YD-0 和 YD-1 會隨著 CDCA 濃度提高

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使電子注入的效率提高，因此能量不在聚集體間轉移造成浪費，但對YD-2 來說卻使其電子注入量子效率下降，以CDCA 作為共吸附劑沒有效益可言。

比對元件效率後也證實我們在動力學上獲得的結論。

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