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以硫醇螯合奈米金屬粒子低溫製備 具低阻抗之導電漿材料

為了解決如何 除去 UV膠的問題，作者呂芳賢 這樣論述：

1.以低溫/金屬螯合技術製備導電銀漿材料本研究主要探討傳統式與新穎式導電銀漿/墨水之差異。以往傳統導電銀漿材料存在銀奈米顆粒與非極性溶劑之間分散性不佳，或無法旋塗、浸塗及連續成型等難以解決的問題。因此，必須仰賴更多分散與黏著劑作為輔助以保持銀的原先導電能力，但同時也增加了製造成本。近年來，為了改善傳統式導電銀漿的缺點，我們實驗室致力開發新穎式導電銀漿；以及如何同時兼具分散性佳、可大尺度塗佈及降低成型溫度等優異條件。藉由低溫合成及金屬螯合技術，已成功製作銀/寡聚噻吩之導電複合材料；並由場發式電子顯微鏡可發現柱/片狀形貌結構呈現於此複材。自由電子可透過柱/片狀結構於連續傳導路徑上進行傳輸，並可維

持低耗能型態，因此，藉由四點探針及電流-電壓量測證實銀/寡聚噻吩複材可展現優異的導電性質(薄膜導電率: 6.08 × 102 S/cm、塊材導電率: 1.80 × 104 S/cm)。此外，藉由金硫鍵螯合之行為可使銀/寡聚噻吩柱/片狀結構均勻分散於溶劑中，並且隨著噻吩單體當量濃度的改變亦可控制其長寬比(10:1)。X射線光電子儀譜則可佐證金硫鍵於銀/寡聚噻吩複材中成型。2.以低溫/金屬螯合技術製備金屬氧化物/聚噻吩複合材料透過低溫/金屬螯合之技術，本研究亦成功製備金屬氧化物/複合材料。金屬氧化物/聚噻吩複材具有優於原始氧化物及聚噻吩型態之導電度(複材: 10-5-10-4 S/cm，氧化鋅:

5.5 × 10-7 S/cm ，聚噻吩: 1 × 10-6 S/cm)，其源自於纖維狀結構的展現。纖維狀結構可提供連續性的傳輸路徑予電子，因此，電子可於此複材於低耗能的型態下進行傳遞。此外，因聚噻吩的自身特性及金硫鍵的作用，此複材可呈現特殊的磷光及光吸收性質。相較於水熱法或熱溶劑法下所製備之複材，以低溫成型之金屬氧化物/聚噻吩纖維材料具有凝膠型態，且可塗佈於玻璃基材上。3.探討金屬螯合及共軛高分子量子點成型之行為此部份，將專注於金屬離子與硫醇基團之間的螯合行為；透過紫外光-可見光及光致發光儀譜可證實聚(3-己烷噻吩)與銅離子於溶液中可形成發藍光性質之錯合物。藉由穿透式電子顯微鏡可發現聚(3-

己烷噻吩)/銅/氯離子錯合物具有高分子量子點型態，且隨著結構尺寸及團聚現象的改變，其錯合物於溶液中可展現不同亮度及發光波段。另外，聚(3-己烷噻吩)/ 銅/氯離子錯合物可自組裝成柱及絲狀的結構，此現象可對應銀/寡聚噻吩及金屬氧化物/聚噻吩複材形貌之結果。藉由金屬¬離子(銅、銀、鋅、鈦、鐵等)與硫醇之間的螯合作用，具優異導電性及分散性佳的導電漿料可成功製備。 同時可協助該製程除去因分散劑所造成之導電性質破壞的困擾。 透過金硫螯合的方式，導電漿料亦可於極性溶劑中製備以提高該材料的環保效益，及製程成本得以降低。

製備三維有序孔洞核殼結構(ITO/α-Fe2O3) 與其光電性質探討

為了解決如何 除去 UV膠的問題，作者蔡易霖 這樣論述：

我們的研究目標主要是在探討如何製作較高光電轉換效率的氧化鐵(α-Fe2O3)薄膜。文獻指出早期約在1970-1980年代的學者做過很多氧化鐵在光電化學系統下的研究，可是實際的光電轉換效率與期待上有很大的落差，以至於氧化鐵在光電化學的應用一直停滯不前。不過近期有許多研究指出，氧化鐵的光電流提升不上來主因是電洞的擴散距離很短。如果可以設計一個元件克服這個障礙，也許有機會能夠大幅提升氧化鐵的光電轉換效率。 本研究從電極的結構著手，打算製作出類似蜂窩狀的三維有序孔洞材料，這種結構能夠大幅縮短光生成的電洞到達溶液的距離，而且廣大的表面積也能夠提升單位重量的光電效率。首先，我們先經由無乳化

劑乳化聚合法合成聚苯乙烯(PS)的膠體粒子，在此研究中藉由改變共單體-乙烯基苯磺酸鈉添加量調控合成出的膠體粒子大小，隨後將不同大小的膠體粒子自組裝在基材上，形成規則排列的蛋白石週期結構，用此規律的結構作為模板，再利用溶膠凝膠法將其模板的空隙填滿，隨後利用高溫將PS模板除去，即可得到大規模奈米蜂巢狀的氧化鐵多孔結構。 然而我們發現這種結構的氧化鐵薄膜與我們原本預期的光電轉換效率有落差(在一個太陽光的照射下，最大光電流密度為3~5μA/cm2)，因此我們更進一步地製備三維有序孔洞加上核/殼(ITO/α-Fe2O3)狀的複合結構，利用先前的模板法製備奈米蜂巢狀的有序孔洞ITO作為載體的傳導層，

再藉由水熱法在其表面覆蓋上一層薄薄的氧化鐵，藉由調整反應溫度與反應時間控制氧化鐵層厚度，期待氧化鐵層所生成的電子電洞對，其中電子能夠被ITO收集且馬上被傳導走，減少電洞與電子再結合的機率，然而光電流並未明顯提升，較佳的光電流密度為15~20μA/cm2，我們認為主要的問題可能是我們所使用的方法所形成的核殼結構，內部的氧化鐵並未完整覆蓋，使得有大面積的ITO裸露在外，導致原本覆蓋氧化鐵的區塊相較之下電阻很高，而使得氧化鐵對光電流的貢獻微乎其微。在將來我們希望能夠找到更好的方法來製備均勻的核殼結構，以及減少製備蜂窩狀結構時會產生的裂痕。