石墨烯氧化物可增進太陽電池效率
- 上線日期：2010/7/16 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
台灣大學材料系陳俊維教授5的研究團隊與英國倫敦帝國學院的合作伙伴最近利用石墨烯氧化物(graphene oxide)薄膜取代傳統的PEDOT:PSS半導體高分子，做為電洞傳導層，應用於高分子太陽電池或發光元件結構中。這項研究提供了一個製備大面積之可撓式元件的新方法，是傳統作法所辦不到的。
將高分子太陽電池應用於可撓式基板上具有相當大的優勢。光伏元件藉由吸收太陽光能量轉換成電力輸出，其電流來自於光激發的載子(電子與電洞)的流動，因此電洞傳導層對於改善光電轉換效率有很大的影響。最常用的電洞傳導層是將高分子半導體PEDOT:PSS夾在氧化銦錫(ITO)及主動層之間，但其薄膜是由高度酸性的水溶液製成，在高溫下可能侵蝕ITO，其易吸水的特性也會導致元件的效能降低。
為了克服這挑戰，陳俊維教授之研究團隊決定以石墨烯氧化物薄膜來取代傳統PEDOT:PSS。石墨烯(graphene) 為單層之碳原子形成之二維奈米結構，是目前非常熱門的一種材料。石墨烯氧化物是利用化學合成法將石墨粉末氧化製得，再藉由旋鍍法將其沈積在主動層(P3HT/PCBM)與透明導電電極(ITO)之間。石墨烯氧化物薄膜能有效地減少電子與電洞的再結合率，減少光伏元件的漏電流，大幅增進光伏元件的效率。
陳教授表示，最令人興奮的在於其效果與商業產品PEDOT:PSS相當，但石墨烯氧化物在成本及化學穩定性上有更大之優勢，且具有更簡單的溶液製備流程，成為在有機光伏元件或有機發光元件結構中另一種有利的選擇。
使用石墨烯氧化物做為電洞傳導層，意味著未來的有機光伏元件可完全利用低成本之碳材料製備而成，這項發現對於未來大面積低成本的可撓式有機太陽電池，可能有相當大的助益。詳見近期的ACS Nano | DOI: 10.1021/nn100551j。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/42938
譯者:李紹先(台灣大學材料科學與工程學系)
責任編輯:蔡雅芝
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