臺灣博碩士論文加值系統

根據文獻所報導1，窄能隙π-共軛高分子可以經過參雜物使其成為半導體，並且藉由不同的參雜物來使載子濃度以及移動能力最佳化，為了要達到窄能隙，就必須把高分子設計成能在近紅外光區吸收2,3。本實驗中，受體的部分是thieno[3,4-b]pyrazine，而施體的部分則是4,4-dialkylcyclopentadithiophene。我們選用了施體與受體的系統，經過Stille coupling進行聚合，目的是誘使能隙降低。
這種窄能隙聚吩駢[3,4-b] 的衍生物會應用在有機熱電材料以及太陽能電池上。在有機熱電材料的量測部分中，可以利用摻雜時間的長短，有效的將Seebeck係數提高進而使性能指標(ZT)最佳化。P2在本實驗中的性能指標是最高的，約5.79 x 10-5。在太陽能電池的量測部分，我們採用混摻異質接面型太陽能電池的製作方式來製成元件，而初步量測可以將能量轉換效率提高到4.13*10-2%

中文摘要 ........................................................................................................... I
英文摘要 .......................................................................................................... II
誌謝 .................................................................................................................. III
目錄 .................................................................................................................. IV
表目錄 .............................................................................................................. VI
圖目錄 ............................................................................................................. VII
附圖目錄 .......................................................................................................... X
第一章 文獻回顧 .............................................................................................. 1
1-1、共軛高分子簡介及其應用 ………………………..…………………. 1
1-1-1.共軛高分子的半導體性質 ……………………………………… 1
1-1-2.受體-給體系統(Donor-Acceptor System) ....................................... 4
1-2、熱電性質簡介 ....................................................................................... 6
1-2-1.熱電材料主要性質之一:Seebeck效應 ......................................... 6
1-2-2.熱電材料主要性質之二:Peltier效應 ............................................ 9
1-2-3.熱電材料主要性質之三: Thomson效應 ……………………..... 10
1-2-4.熱電材料性能指標(Figure of merit)：ZT值 …………………… 11
1-2-5.窄能隙共軛高分子應用在熱電材料 ………………………….. 13
1-3、窄能隙共軛高分子應用在太陽能電池 ………………………….… 14
1-4、研究動機 …………………………………………………………..… 19
第二章 窄能隙共軛高分子之合成與量測 …………………………..…….. 22
2-1、有機合成實驗 ……………………………………………………… 22
2-1-1.實驗藥品 ……………………………………………………..… 22
2-1-2.實驗儀器 ……………………………………………………….. 23
2-1-3.合成流程 …………………………………………………….…. 25
2-1-3-1受體單元: 2,3-substituted-thieno[3,4-b]pyrazines ………..... 25
2-1-3-2施體單元: 4,4-Bis-(2-ethyl-hexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b']dithiophene ………….… 32
2-1-4.高分子聚合 …………………………………………………….. 37
2-2、有機熱電元件製作與量測 ……………………………………..…… 39
第三章 實驗結果與討論 …………………………………………………… 43
3-1、高分子基礎性質(GPC、TGA、DSC) ………………………………… 43
3-2、高分子吸收光譜及電化學性質(UV-vis-NIR、CV) ………………….. 44
3-3、高分子之X-ray繞射圖(XRD) …………………………………….…. 49
3-4、有機熱電性質 …………………………………………………….….. 52
3-5、太陽能電池之性質 ……………………………………………….….. 58
第四章 結論 ……………………………………………………………...…. 63
參考文獻 …………………………………………………………………..… 64
附錄 ……………………………………………………………..…………… 66

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