Relationship between Phase-Separated Structures and the Efficiency and Stability of Polymer Solar Cells
Date Issued
2016
Date
2016
Author(s)
Chang, Ya-Ying
Abstract
以共軛高分子作電子施體並以富勒烯衍生物作電子受體的異質接面太陽能電池近年來被廣泛研究；除了發展新材料來提高效率，其穩定性提升也是另一個很重要的課題。 本研究中研究了一具分枝側鏈的聚噻吩(polythiophene)－聚3-(2-甲基丁基)噻吩(poly(3-2-methylbutylthiophene), P3MBT)的形態、熱性質與以其為主動層材料之太陽能電池效率並與具線形側鏈的聚3-己基噻吩(poly(3-hexylthiophene), P3HT)比較，以探討側鏈結構差異造成的影響。由製作反式結構太陽能電池之效率與熱穩定性量測結果中，發現P3MBT/PC61BM系統的效率及熱穩定度都比P3HT/PC61BM系統佳。使用光學顯微鏡與原子力顯微鏡觀察熱退火時間不同膜形態的變化，發現到P3MBT/PC61BM系統的形態較不易產生大量PC61BM聚集，使得其穩定度較佳，而P3MBT/PC61BM系統效率佳的原因可能與P3HT傾向形成一束束、而P3MBT傾向形成網狀的纖維形態有關；此外，由示差掃描量熱儀知道P3MBT具較高之玻璃轉移溫度，也顯示出P3MBT/PC61BM系統有較佳之熱穩定性。 此外，我們使用X光繞射技術發現到P3HT與P3MBT同樣傾向以層狀(Lamella)的方式堆疊；而由小角X光散射剖線得到的晶域尺寸也顯示出P3MBT/PC61BM系統具較穩定相分離結構；此分枝側鏈之較大的立體障礙，導致其主鏈較為剛硬，減緩了P3MBT與PC61BM間的相分離。
Subjects
P3HT
P3MBT
Organic Solar Cell
Bulk Heterojunction
Stability
SAXS
Type
thesis
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Name
ntu-105-R03549008-1.pdf
Size
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Format
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