予體-受體交替共軛高分子及使用其所製成之太陽能電池元件

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

102139316

專利證號

I 508993

專利獲證名稱

予體-受體交替共軛高分子及使用其所製成之太陽能電池元件

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2015/11/21

技術說明

以異靛藍素為主的予體―受體低能隙導電高分子擁有卓越的吸光能力、結晶性以及不錯的效率表現。我們選用不同噻吩數量(nT)作為予體，且選用異靛藍素(I)作為受體。我們成功透過Stille 偶聯反應合成出PnTI系列之高分子―P3TI、P4TI、P5TI以及P6TI，並且系統性探討其光電性質、結晶特性以及效率表現。我們主要討論予體支鏈比率、予體共軛長度以及予體對稱性對高分子造成的影響。予體支鏈比率下降時，高分子的光吸收會隨之上升。予體共軛長度增長時，高分子的HOMO以及LUMO會隨之上升。予體結構為中心對稱的P4TI以及P6TI結晶性較予體結構為軸對稱的P3TI以及P5TI好。支鏈比率提升，高分子的結晶能力會隨之下降。結晶性的排列次序為P4TI>P6TI>P3TI>P5TI。P6TI在結晶性與溶解性間達到最佳平衡，以P6TI和奈米碳簇混摻的高分子太陽能電池效率表現高達7.24%。我們將繼續為材料以及電池製作最佳化，期望近期內可達到具有商業價值(電池效率高於10%)之電池。本研究部分成果已在今年(2014年)發表在Materials Chemistry A的期刊上(J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 8026-8032)。 Isoindigo is a kind of nature dye, and it is renewable and available from plants. Isoindigo-based low-band gap conducting polymers have high absorption coefficient, crystallinity, and power conversion efficiency(PCE). We focus on developing this type of polymers for solar cell application. The polymers(PnTI) are designed to have different length of thiophene(nT) as donor unit and iosindigo(I) as acceptor unit. The solar cell fabricated from the blend of P6TI and fullerene derivative PC71BM reaches the best PCE of 7.24% among PnTIs. The PCE is expected to increase to more than 10% of commercial viable value by optimizing the polymer compositions and device structures.

備註

本部(收文號1100057959)同意該校110年9月16日校研發字第1100067275號函申請終止維護專利(台大)

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