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以還原氧化石墨烯/氧化鎳/銀奈米粒子作為電洞傳輸層之有機太陽能電池之研究

為了解決光陽vp125的問題，作者古博文 這樣論述：

石墨烯具有良好的導電、導熱、散熱及強度特性，未來可能取代矽成為新一代導電材料，又因其具有良好的導電性、透明度及韌性，適合被用來製作成可捲曲、透明、觸控等功能的顯示器和太陽能板。本研究採用還原氧化石墨烯(r-GO, reduced-GO)與氧化鎳(NiOx)及油酸銀(OA-Ag)三層結構作為電洞傳輸層來製備有機太陽能電池，太陽能電池結構為(A) ITO/r-GO(1.0mg/ml,1~3層)/P3HT:PC61BM/Ca/Al、(B) ITO/r-GO/NiOx(0.5M,1~3層)/P3HT:PC61BM/Ca/Al、(C) ITO/r-GO/NiOx/ OA-Ag(1.0 mg/ml,1~

4層)/P3HT:PC61BM/Ca/Al 。我們利用紫外光-可見光吸收光譜儀( UV-Vis )、螢光光譜儀( PL )、掃描探針顯微鏡( SPM )、場發射掃描是電子顯微鏡(FE-SEM)測量吸收度、放射螢光強度、表面型態與粗糙度。我們利用太陽光模擬光源系統 ( Solar Simulator ) 來測量J-V特性曲線和光電轉換效率。電池結構(A)是以還原氧化石墨烯作為電洞傳輸層，由結果得知，當 r-GO塗佈2層(r-GO-2)熱還原溫度為250℃，此電池具有最高的光電轉換效率2.07%。電池結構(B)是以還原氧化石墨烯與氧化鎳作為電洞傳輸層，當r-GO與NiOx各塗佈2層(r-GO-2/

NiOx-2)具有最佳提升效果，因為此電池具有最高的短路電流密度8.34mA/cm2與光電轉換效率為2.93%。與結構(A)之電池比較，短路電流密度從6.23mA/cm2提高至8.34 mA/cm2 ，提升了33.9%。光電轉換效率由2.07%提高至2.93%，提升了41.5%。由結果知，當結構(A)再加入氧化鎳當電洞傳輸層時提升了高分子太陽能電池之短路電流密度與光電轉化效率。電池結構(C) 以還原氧化石墨烯，氧化鎳層及油酸銀作為電洞傳輸層，以r-GO-2/NiOx-2/OA-Ag-3之結構具有最佳提升效果。短路電流密度(Jsc)提升至 9.1mA/cm2，提升了9.2%；光電轉換效率(PCE

) 提升至3.45%，提升了 17.7%。由結果知，當結構(B)再加入油酸銀當電洞傳輸層時，提升了高分子太陽能電池之短路電流密度與光電轉化效率。由上述結果知，電池元件結構(C)比結構(A)與(B)具有較佳的光電特性。