• 沒有找到結果。

退火處理提高 P3HT 的: PCBM 聚合物太陽能電池 光電性能

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "退火處理提高 P3HT 的: PCBM 聚合物太陽能電池 光電性能"

Copied!
24
0
0

加載中.... (立即查看全文)

全文

(1)

退火處理提高 P3HT 的: PCBM 聚合物太陽能電池 光電性能

(2)

實驗細節

將導電玻 璃經過酒精,丙酮

,去離子水清洗乾 淨後,用氮氣吹乾。

將清洗乾淨的導電 玻璃放在臭氧的環 境下處理

PEDOT

: PSS 旋塗在ITO 上在 200℃ 的 條件下熱處理 5 分 鐘去除PEDOT

: PSS 的薄膜中

將 P3HT 的和 與 PCBM 分別 溶於氯仿溶液

,濃度都為 10 毫克 :1 毫升

,充分溶解後

,將二者按體 積比為 1:1 的 比例混合,攪 拌均勻。最後 再旋轉塗佈上 去最後,熱蒸

(3)

結果與討論

從吸收光譜中可以觀察 到聚合物薄膜經退火後

,吸收峰紅移且吸收範 圍明顯展寬,特別是在 560 和 610 nm 的附 近

看出經過 120 和 150℃

退火的聚合物

薄膜在 500-650 納米範 圍內的吸收比 80℃ 退火

(4)

當退火溫度為 120℃ 時,衍 射強度是未經退火的 2.8 倍

,說明適當的退火溫度可有效 地改善 P3HT 的分子的排布方 式。

在 150℃ 退火的條件下,

聚合物薄膜衍射強度降低

,下降同時電池的性能也有 所

(5)

P3HT 的: PCBM 薄膜在 120℃ 退 火前後電池的開路電壓從 0.32 V 增大到了 0.64V ,短路電流密度 從 4.03 mA·cm-2 增大到了 10.25 mA·cm-2,

(6)

結論

• 退火可有效提高聚合物薄膜對太陽光的吸 收

• 適當溫度的退火有助於改善 P3HT 的分子排 布方式

• 退火可以提高填充因子

(7)

聚合物凝固時間延長,以改善聚合物 / 氧 化鋅奈米柱混合太陽能電池性能

(8)

結構

140nm 30nm

150nm P3HT PCBM=1:1

溶解溶液為二氯苯

240~400nm

(9)

結果與討論

旋轉塗佈率越慢,乾燥時間越長 (film 的凝固 )

顏色從橙色變成暗紫色 乾燥時間增加 5 至 54 分 主動層厚度從 240 至 400nm 轉速下降從 1000 至 400rpm

(10)

乾燥時間越慢,性能越好

乾燥時間最快的 (5min) Voc:0.48V

Jsc:8.4mA/cm2

乾燥時間最慢的 (54min) Voc:0.53V

Jsc:11.7mA/cm2

(11)

乾燥時間越長, PCE 、 FF 越高

乾燥時間 5 分

PCE:1.58% FF:39%

乾燥時間 54 分

PCE:3.58% FF:58%

(12)

乾燥時間越長, Voc 、 Jsc 越高

乾燥時間 5 分 Voc:0.48V Jsc:8.4mA/cm2 乾燥時間 54 分 Voc:0.53V

(13)

乾燥時間從 1 至 54 分

旋轉塗佈率從 2400 至 400rpm 乾燥時間變長 吸收光增加

Peck 轉移至長波長區 Peck 有紅移現象

(14)

可以明顯看出慢速乾燥比 快速乾燥有粗糙的表面 粗糙的表面有較高程度的 排序

增加的排序分子結構關聯 到電洞遷移率增加

導致主動層平衡的載子傳輸

(15)

在快速乾燥 ZnO 奈米柱和 polymer 之間還是有空隙存在

在慢速乾燥填補了 ZnO 奈米柱和 Polymer 的間距,因為延長了乾燥 時間,溼膜有很長時間有效滲入 ZnO奈米柱

(16)

結論

• 在延長乾燥時間後,有效提升 Voc 、 Jsc

、 FF 、 PCE ,慢速乾燥有較強的光吸收、

較粗糙的表面、 ZnO 奈米柱與有序的 polym er 之間有較好的接觸降低了 Rs 、提高 Jsc

、 FF 、 PCE 。

• 慢速乾燥雖然膜厚較厚, Rs 仍低於快速乾 燥

(17)

開發光學性質半透明陽極的 P3HT:PCB M 薄膜有機太陽能電池

(18)

實驗細節

將玻璃基板超音坡清洗泡丙 酮、異丙醇然後用去離子水 清洗乾淨後,用氮氣乾燥。

P3HT:PCBM 重量比 1:0.8 溶解在氯苯

鉻膜與金膜在高真空環境沉 積在玻璃基板

P3HT:PCBM 薄膜旋轉塗佈 在金薄膜鍍膜玻璃基板

金陽極旋轉塗佈

PEDOT:PSS 層厚度 30nm , PEDOT:PSS 塗層樣品加熱 110 度 5 分鐘將樣品移到高

真空室

(19)

結果與討論

Jsc明顯從 4.87mA/cm2 提升到 7.93mA/cm2 退火溫度分別在 30 度與 140 度

效率大幅提升從 0.64% 提升到 2.75%

(20)

反射率與透射率達到最低 導致最大吸收波長為 140 度

(21)

折射率從 2.03 下降至 1.81 消光係數從 0.35 提高至 0.47 在退火溫度 140 度

退火溫度 140 度有最好結晶度 與吸收系數

(22)

玻璃基板 /Cr(3nm)/Au(20nm) /PEDOT

(30nm)/P3HT:PCBM (100nm)/Al

(23)

吸收取決於退火溫度 可以明顯看出退火溫度 吸收系數上的差別

(24)

結論

• P3HT:PCBM 薄膜退火溫度變化,下降折射 率降低界面反射在 P3HT:PCBM 和 PEDOT

• 上升了消光係數增加了光波吸收在主動層

• 適當的退火溫度決定了總體效率

參考文獻

相關文件

我們考慮在時間 t 的流體元鍵,如圖 8.5 中所示。在直徑為 D 的水平圓管 中,並沿著鍵鍵方向擷取長度為 、半徑為 r 的圓柱形流體。因為,鍵經圓管

z 圖3-39所示為電感性電 路電流增加率與時間的 關係。在第一個時間常 數的時段裡電流上升到 最大值的63.2%,而在第

一般而言,物質的黏度與流體間的凝聚 力和分子間的動量轉移率有關。液體分子與

一般而言,物質的黏度與流體間的凝聚 力和分子間的動量轉移率有關。液體分子與

數位計算機可用作回授控制系統中的補償器或控制

在1980年代,非晶矽是唯一商業化的薄膜型太 陽能電池材料。非晶矽的優點在於對於可見光

The prepared nanostructured titania were applied for the photoanodes of dye-sensitized solar cell.. The photoanodes were prepared by the doctor blade technique and the area

這種免疫力的保護時間長短仍未有定論。以現有證據 顯示,對 2019 冠狀病毒的天然免疫力可能不會持續 很長時間。因此,即使曾患過