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姓名	林珊如(Shan-Ru Lin)  查詢紙本館藏	畢業系所	化學工程與材料工程學系
論文名稱	控制鈣鈦礦前驅溶液的反應條件以製備鈣鈦礦太陽能電池之研究 (Effect of Well-controlled Reaction Conditions of Perovskite Precursor Solution on the Performance of Perovskite Solar Cells)
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摘要(中)	對於鈣鈦礦太陽能電池而言，其溶液可加工性是主要優勢之一，然而鈣鈦礦前驅溶液的再現性問題成為了大面積及商業化的最大阻礙。本研究分為兩部分進行探討，第一部分為控制鈣鈦礦前驅溶液的反應條件（溫度及時間）以找出最佳的前驅溶液狀態，第二部分為引入鈣鈦礦修飾層（苯乙基碘化銨(PEAI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及雙修飾層的PMMA/2,3,5,6-四氟-7,7′,8,8′-四氰二甲基對苯酉昆(F4-TCNQ)）進一步鈍化鈣鈦礦層的缺陷。適當地控制鈣鈦礦前驅溶液的反應條件，能使溶液狀態最佳化，進而提升鈣鈦礦太陽能電池之性能，結果顯示，前驅溶液於反應溫度為90℃，反應時間為30 min下以刮刀塗佈法製備電池，其VOC提升至1.094 V，填充因子(FF)提高至75.98%，光電轉換效率(PCE)達到17.74%。從各項分析中，證實控制反應條件可有效改善鈣鈦礦薄膜中的缺陷，降低非鈣鈦礦相生成。另外加入PEAI做為鈣鈦礦修飾層，FF提升至77.57%，從各項分析中，可看出其陷阱密度下降，證實PEAI能有效鈍化薄膜中的缺陷；PMMA則因絕緣性問題，導致內部串聯電阻上升；PMMA/F4-TCNQ層則是因F4-TCNQ的引入進而提升載子傳輸能力，但因厚度尚未最佳化，使內部串聯電阻更高。
摘要(英)	For perovskite solar cells, solution processability is one of the main advantages. However, the reproducibility of perovskite precursor solutions has become the obstacle to large-area and commercialization. This study is divided into two parts. The first part is to control the reaction conditions (temperature and time) of the perovskite precursor solution to find the best state, and the second part is to introduce the modified layer (phenethylammonium iodide (PEAI), poly(methyl methacrylate) (PMMA) and PMMA/2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane (F4-TCNQ)) to further passivate the defects of the perovskite layer. Properly controlling the reaction conditions of the perovskite precursor solution can optimize the state of the solution, thereby improving the performance of perovskite solar cells. The precursor solution was prepared by blade-coating at the reaction temperature of 90°C and the reaction time of 30 min. The VOC is increased to 1.094 V, the fill factor (FF) is increased to 75.98%, and the power conversion efficiency (PCE) can reach 17.74%. From various analyses, it is confirmed that controlling the reaction conditions can effectively improve the defects in perovskite films and reduce the formation of non-perovskite phases. In addition, PEAI is used as the perovskite modified layer, and the FF is increased to 77.57%. It shows that the defect density decreases, confirming that PEAI can effectively passivate the defects in the film. PMMA has an increase in internal series resistance due to its insulation. The introduction of F4-TCNQ can enhance the carrier transport capacity, but its thickness has not been optimized, so the internal series resistance is higher.
關鍵字(中)	★ 鈣鈦礦太陽能電池 ★ 刮刀塗佈 ★ 鈣鈦礦前驅溶液 ★ 鈣鈦礦修飾層 ★ 降低缺陷	關鍵字(英)	★ perovskite solar cells ★ blade coating ★ perovskite precursor solution ★ perovskite modified layer ★ reduction of defect
論文目次	中文摘要 i Abstract ii 圖目錄 vi 表目錄 x 第一章　緒論 1 1-1　前言 1 1-2　太陽能電池發展史 3 1-3　文獻回顧 5 1-3-1　鈣鈦礦的起源 5 1-3-2　鈣鈦礦太陽能電池結構及工作原理 6 1-3-3　鈣鈦礦前驅溶液對鈣鈦礦材料的影響 6 1-3-4　修飾層對鈣鈦礦的影響 12 1-4　鈣鈦礦層製備方法介紹 16 1-4-1　旋轉塗佈法(Spin-coating) 16 1-4-2　刮刀塗佈法(Blade-coating) 17 1-4-3　狹縫塗佈法(Slot-die coating) 18 1-5　研究動機 19 第二章　實驗方法 20 2-1　實驗藥品 20 2-2　實驗儀器 22 2-3　鈣鈦礦太陽能電池各層材料的製備 24 2-3-1　配置二氧化錫溶液 24 2-3-2　配置鈣鈦礦前驅溶液 24 2-3-3　配置修飾層溶液 24 2-3-4　配置電洞傳輸層溶液 25 2-4　正式(n-i-p)結構鈣鈦礦太陽能電池的製備 25 2-4-1　清洗及裁切ITO導電玻璃 25 2-4-2　UV-Ozone表面處理 25 2-4-3　電子傳輸層的製備 25 2-4-4　鈣鈦礦層的製備 26 2-4-5　鈣鈦礦修飾層的製備 26 2-4-6　電洞傳輸層的製備 28 2-4-7　電極的製備 28 第三章　結果與討論 30 3-1　反應溫度鈣對鈦礦前驅溶液的影響 30 3-1-1　不同反應溫度的前驅溶液所製備的薄膜分析 30 3-1-2　不同反應溫度的前驅溶液所製備的電池性能 32 3-2　反應時間對鈣鈦礦前驅溶液的影響 34 3-2-1　不同反應時間的鈣鈦礦前驅溶液的溶液分析 35 3-2-2　不同反應時間的前驅溶液所製備的鈣鈦礦薄膜分析 37 3-2-3　不同反應時間的前驅溶液所製備的電池性能 46 3-3　界面修飾層鈣對鈦礦薄膜的影響 49 3-3-1　不同修飾層所製備的薄膜分析 49 3-3-2　不同修飾層所製備的電池性能分析 56 第四章　結論 59 參考文獻 61
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指導教授	劉青原(Ching-Yuan Liu)	審核日期	2022-8-16
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