本論文主要研究將原子層沉積法(Atomic layer deposition , ALD)成長高品質的氧化鋅(Zinc Oxide,ZnO)薄膜應用於新穎主動層材料製作出高效反式結構有機太陽能電池，並探討其中之研究發展，原子層沉積法可以成長出緻密且一致性高的氧化鋅薄膜，且氧化鋅抗水氧能力強，且具有良好的載子傳輸能力。
　　在先前實驗室研究中已利用原子層沉積法所成長的氧化鋅薄膜當作電子傳輸層(Electron Selective Layer)，並應用於軟性基板上所製作的反式結構有機太陽能電池達4.18%，因此我們將深入探討原子層沉積法的成長參數以及如何有效定義出氧化鋅的成長區域，來得到我們想要的高品質氧化鋅薄膜，接著並探討新穎主動層材料的特性與分析，且應用於全溶液製程的反式結構(ITO/ZnO/Blend/PEDOT:PSS/Ag)上，得到高效率反式太陽電池。
　　最後將探討對元件的最佳化退火處理，在此退火處理後我們成功將元件效率提升到7.148%，這是我們利用原子層沉積法成長氧化鋅薄膜，並利用新穎材料所製作的反式結構太陽電池的最佳效率。

Atomic layer deposition (ALD) is a kind of chemical vapor deposition (CVD) technique, it have conformal and high quality film can be deposited by ALD process and Zinc Oxide has high mobility and air-stable, Zinc Oxide layer can be prepared by ALD at low temperatures and in other research with the ALD-grown Zinc Oxide electron selective layer in flexible inverted Organic photovoltaic devices, a maximum PCE of 4.18%.
In this work, we using solution process design inverted structure is ITO/ZnO/Blend/PEDOT:PSS/Ag, and using ALD- growth Zinc Oxide at ITO glass as electron selective layer and using novel donor material as active layer to achieved high efficiency inverted organic solar cells. The devices exhibit a PCE of 7.148% with optimum film thickness and annealing method.

致謝 I
摘要 IV
ABSTRACT V
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 IX
第一章 序論 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.1.1前言 - 1 -
1.1.2太陽能電池發展 - 2 -
1.1.3有機共軛高分子有機太陽能電池發展歷程 - 3 -
1.2 研究動機 - 6 -
1.2.1有機共軛高分子太陽能電池的優點 - 6 -
1.2.2 P3HT與PCBM混合之有機高分子太陽能電池 - 7 -
1.2.3新穎主動層材料 - 7 -
1.2.4反式結構太陽能電池 - 7 -
1.2.5 原子層沉積(Atomic layer deposition , ALD) - 7 -
1.3 論文架構 - 8 -
第一章 參考文獻 - 9 -
第二章 實驗原理 - 10 -
2.1 太陽能電池原理簡述 - 10 -
2.1.1 太陽能電池基本工作原理 - 10 -
2.1.2理想太陽能電池等效電路 - 11 -
2.1.3非理想太陽能電池等效電路 - 11 -
2.1.4太陽能電池基本參數介紹 - 13 -
2.1.5太陽能電池操作分析 - 18 -
2.2 有機共軛高分子材料特性 - 21 -
2.2.1共軛高分子簡介 - 21 -
2.3 本論文研究理論 - 22 -
2.3.1材料的選擇 - 22 -
2.3.2實驗中的太陽電池結構 - 25 -
第二章 參考文獻 - 26 -
第三章 實驗方法與流程介紹 - 27 -
3.1 ITO基板蝕刻圖樣化與清洗 - 28 -
3.1.1 ITO玻璃切割清洗 - 28 -
3.3 電子傳輸層(ELECTRON TRANSPORT LAYER , ETL) 成膜 - 32 -
3.4 主動層材料成膜 - 34 -
3.5 電洞傳輸層(HOLE TRANSPORT LAYER, HTL)成膜 - 35 -
3.6 熱蒸鍍電極 - 36 -
3.7 元件封裝 - 37 -
3.8 元件量測 - 38 -
第四章 實驗結果與討論 - 40 -
4.1 原子層沉積法應用於反式有機太陽能電池 - 40 -
4.1.1 原子層沉積法機台參數設定 - 41 -
4.1.2 ALD沉積速率 - 42 -
4.2 使用氧化鋅(ZNO)作為反式太陽能電池之電子傳輸層 - 44 -
4.2.1 原子層沉積法定義氧化鋅區域 - 44 -
4.2.2　原子層沉積法沉積不同厚度氧化鋅之電壓電流特性影響 - 47 -
4.3 利用新主動層材料製作之反式太陽能電池 - 49 -
4.3.1 新主動層材料應用於正結構 - 49 -
4.3.2 新主動層材料之成膜與製程方法 - 50 -
4.3.3反式結構太陽能電池之電壓電流曲線 - 52 -
4.4 元件的後處理 - 54 -
4.4.1 Light Soaking　Post Annealing對太陽能電池效率之影響 - 54 -
4.4.2 Post Annealing對太陽能電池效率之影響 - 57 -
4.4.3　IPCE - 60 -
第四章　參考文獻 - 61 -
第五章 實驗總結 - 62 -
參考文獻 - 63 -

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