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研究生: 楊玉軒
Yang, Yu-Hsuan
論文名稱: 多孔性對電極應用於鈣鈦礦太陽能電池
Porous counter electrode based perovskite solar cells
指導教授: 陳昭宇
Chen, Chao-Yu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Photonics
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 多孔性對電極鈣鈦礦太陽能電池鎳/金雙層金屬
外文關鍵詞: Porous counter electrode, Perovskite solar cells, Ni/Au bilayer metal
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  • 多孔性對電極結構的鈣鈦礦太陽能電池在近年是逐漸的受到重視,其以全無機形的結構為最大的優點,與傳統的鈣鈦礦太陽能電池相比,則以金屬氧化物取代使用有機的材料做為傳輸層的使用使元件較不易受到環境的影響,而本研究是使用鎳/金雙層金屬作為對電極,利用高溫燒結使金在高溫下流動性提高,變成一多孔性的樣貌,鎳則是在熱氧化下形成氧化鎳。在本研究中,會先介紹利用改變溫度與持溫時間找出高溫燒結的參數,使鎳/金雙層金屬在對電極有較高的孔隙度,並且改變蒸鍍鎳的厚度,做為適合製作鈣鈦礦至元件內部的條件。
    之後再介紹所搭配的金屬氧化物多孔層,金屬氧化物多孔層為二氧化鈦與氧化鋁兩種。以調變不同厚度比例的二氧化鈦與氧化鋁觀察其對元件的表現,最後再搭配先前所找到鎳/金雙層金屬與高溫燒結的最佳參數去製作,並做成元件後找出一最佳的參數,觀察在元件結構上做變化的光學特性。

    In this Study, we deposit Ni/Au bilayer metal on the substrate and anneal in the air to create porous structure as a counter electrode so that the perovskite can infiltrate to the substrate from those porous counter electrode. The experimental process will present annealing temperature and times, find a suitable annealing condition to analysis the Ni/Au bilayer metal after heating and the solar cells performance. On the other side, we will tune the thickness of metal-oxide material (titanium oxide and aluminum oxide) to find the greatest parameter of two metal-oxide materials’ thickness ratio for the solar cells. In the end, we will demonstrate the reusable porous counter electrode structure to provide a promising approach towards low-cost perovskite solar cell with long service life.

    中文摘要 I Extended Abstract II 誌謝 VIII 目錄 IX 表目錄 XII 圖目錄 XIII 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 太陽能電池歷史與發展 2 1-2-1矽太陽能電池 2 1-2-2 化合物太陽能電池 2 1-2-3 染料敏化太陽能電池 3 1-2-4 有機薄膜太陽能電池 4 1-3 太陽能電池工作情形 5 1-3-1 太陽光譜 5 1-3-2 電壓電流特性曲線 6 1-3-3 量子效率轉換 9 1-4 研究目的 11 第二章 文獻回顧 12 2-1 鈣鈦礦太陽能電池的發展 12 2-2 多孔性對電極應用於鈣鈦礦太陽能電池 21 2-3 結構與材料 32 第三章 實驗製程與分析儀器原理 34 3-1 實驗藥品 34 3-2 實驗儀器 35 3-3 元件結構 36 3-4 藥品製備 36 3-5 實驗流程 39 3-6 製程儀器 42 3-6-1 迴旋濃縮機 42 3-6-2 真空蒸鍍系統 42 3-7 量測分析儀器 43 3-7-1 粒徑分析儀(Dynamic Light Scattering,DLS) 43 3-7-2 吸收光譜量測(UV/Vis) 43 3-7-3 Alpha-step 44 3-7-4 掃描式電子顯微鏡與能量分散光譜儀(SEM & EDS) 44 3-7-5 J-V特性曲線量測 45 3-7-6 量子效率轉換測定儀 46 3-7-7 光激發光影像檢測(Photo-Luminescence,PL) 46 3-7-8 X光單晶繞射分析(X-Ray Diffraction,XRD) 47 3-7-9 四點探針 48 3-7-10 X射線光電子能譜(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 49 3-7-11 二次離子質譜儀(Secondary Ion Mass Spectrometer) 49 第四章 實驗結果與討論 50 4-1 不同燒結溫度下對電極的分析 50 4-2 燒結時間變化下對電極的分析 52 4-3 氧化鎳薄膜分析 56 4-4 氧化鎳厚度變化對元件影響 60 4-5 金屬氧化物的厚度影響 65 4-6 元件做重複性使用 65 第五章 結論與未來展望 73 第六章 參考文獻 75

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    下載圖示 校內:2021-07-27公開
    校外:2021-07-27公開
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