臺灣博碩士論文加值系統

矽是一種高效率的太陽能電池材料，而太陽能電池一直是解決能源問題的熱門議題。混合型太陽能電池結合有機半導體以及無機半導體的優點，本研究選取的p型有機半導體材料為PEDOT:PSS，而n型無機半導體材料則選用Si基板，形成Si/PEDOT:PSS混合型太陽能電池元件。
本實驗有系統地變化一些元件製作參數。我們首先探討在Si基板上原生氧化層的成長時間對於PEDOT:PSS旋塗之影響。其次探討 PEDOT:PSS的旋塗速率及時間對元件光電轉換效率的影響。
本實驗所得到的最佳元件製作參數為4小時原生氧化層成長時間、3000 rpm PEDOT:PSS旋塗速率、以及60 s PEDOT:PSS旋塗時間。以此最佳實驗參數所製作的Si/PEDOT:PSS混合型太陽能電池元件，其效率可達5.811%。

Silicon is a high-performance material for solar cells. The hybrid solar cells combine the advantages of organic solar cells and inorganic solar cells. This study used PEDOT:PSS as the p-type organic semiconductor material and Si substrate as the n-type inorganic material to fabricate hybrid solar cells.
Various device fabrication parameters were investigated systematically. We first discussed the influences of the native oxide forming time on the PEDOT:PSS coating. Then, we studied the influences of PEDOT:PSS coating spin rate and coating time on the device performance.
The optimal device fabrication parameters were found to be a native oxide forming time of 4 hr and the PEDOT:PSS coating spin rate and time of 3000 rpm and 60 s, respectively.
The Si/PEDOT:PSS solar cell based on the optimal fabrication parameters has exhibited a power conversion efficiency of 5.811%.

摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機及目的 3
1-3 論文架構 4
第二章 文獻回顧 5
2-1 太陽能電池簡介 5
2-1-1 矽太陽能電池 5
2-1-2 多元化合物薄膜太陽能電池 6
2-1-3 聚合物多層電極型太陽能電池 7
2-1-4 奈米晶太陽能電池 8
2-1-5 有機太陽能電池 8

2-2 太陽能電池的發電原理 9
2-2-1 工作原理 9
2-2-2 電壓電流特性與轉換效率 10
2-2-3 等校電路模型 14
2-3 有機太陽能電池 17
2-3-1 有機太陽能電池發電機制 17
2-3-2 有機太陽能電池元件結構 19
2-4 混合型太陽能電池 22
2-4-1 混合型太陽能電池的優點及發電機制 23
2-4-2 PEDOT:PSS 24
第三章 儀器介紹與實驗步驟 26
3-1 旋轉塗佈機(Spin Coater) 26
3-2 電阻式真空蒸鍍系統 27
3-3 電子槍真空蒸鍍系統 28
3-4 快速熱退火處理系統 29
3-5 混合型太陽能電池元件製程 30
3-5-1 實驗流程圖 30
3-5-2 實驗步驟 31

3-5-3 元件結構 32
3-6 分析儀器 33
3-6-1 掃描式電子顯微鏡 ( SEM ) 33
3-6-2 太陽模擬光量測系統 ( Solar simulator ) 34
第四章 結果與討論 35
4-1 下電極的ohmic test 35
4-2 原生氧化層生長時間的影響 37
4-3 PEDOT:PSS旋塗速度與厚度的關係 45
4-4 PEDOT:PSS厚度之影響 48
第五章 結論 52
第六章 參考文獻 54

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