P3HT/CdSe/TiO2複合型太陽能電池之研究

本書主要探討P3HT/CdSe/TiO2太陽能電池多層結構之可行性，此構想是運用二氧化鈦(TiO2)、硒化鎘(CdSe)和有機染料P3HT之間的能帶間隙匹配，使有機染料P3HT和硒化鎘薄膜能吸收更大範圍光譜中之太陽能，產生有效之電子流迴路。主要之研究項目為：I)以實驗結果歸納各層薄膜適合的製程參數，II)分析濺鍍靶距對薄膜沉積的影響，III)分析基板溫度與薄膜厚度對二氧化鈦薄膜和硒化鎘薄膜的結晶型態、表面形貌和光電特性之影響，IV)分析有機染料P3HT與鋁薄膜的光電特性，V)探討四種結構太陽能電池之光電轉換效率。 本研究製備濺鍍之二氧化鈦、硒化鎘薄膜，及旋轉噴霧塗佈之P3HT薄膜經量測結果顯示，靶距5 cm、膜厚500 nm、基板溫度200 oC的二氧化鈦薄膜有較高的表面粗糙度和適合的光譜吸收(380 nm以下)與能帶間隙；靶距3 cm、膜厚900 nm、基板溫度25 oC的硒化鎘薄膜對可見光範圍(730 nm以下)有良好吸收特性與較小的能帶間隙；膜厚70 nm的P3HT薄膜具有較好的均勻度與可見光範圍(450 nm-650 nm)的吸收特性，依此參數製作之四種結構的太陽能電池在可見光範圍下皆具有吸收特性，尤其以增加硒化鎘薄膜後更為明顯，且以P3HT/CdSe/TiO2之吸收特性最好；四種結構的太陽能電池均可產生電流-電壓特性曲線(I-V Curve)，且以CdSe/TiO2具有較好的光電轉換效率。