結合二硫化鐵奈米晶體與聚(3-己基塞吩)、[6,6]苯基富勒烯丁酸甲酯之無機/有機及與氧化鋅奈米晶體之全無機混掺光電元件應用

Abstract

摘要 二硫化鐵(FeS2)，能隙0.95eV之半導體，具有高吸光性，製備容易且地球含量豐富，其塊材(黃鐵礦)早期亦作為太陽能電池之材料。，在本論文中以溶液法製備花形FeS2奈米粒子，以及FeS2混掺過渡元素銅、鎳及鈷之奈米粒子，並利用其製作各種光電元件：(1) FeS2奈米粒子與氧化鋅(ZnO)奈米柱混掺之全無機太陽能電池，其中ZnO亦為熱門之光電元件材料，且有機高分子與無機材料相比，其使用壽命是個不小挑戰，因此全無機太陽能電池應為往後之趨勢。FeS2及ZnO均無污染無毒，對地球並無負擔，在環保意識高漲的今日，不失為一種環境接受性良好之綠色材料； (2) FeS2、P3HT與PCBM之無機奈米粒子/有機高分子混掺太陽電池，期望加入FeS2奈米粒子後，正好能補足紅光區之吸收，達成全日光波長均能轉換為電能之目標，在AM1.5G的模擬光源下，其開路電壓提高為0.5V，短路電流提高為6.1mA；(3) FeS2與P3HT之無機奈米粒子/有機高分子混掺太陽電池，經改善FeS2在氯仿中分散度後，並全程在乾燥箱內製造元件，在AM1.5G的模擬光源下，其光電轉換效率可達0.139%。