陽極修飾對(duì)于有機(jī)太陽能電池特性影響的研究.pdf

1、在小分子有機(jī)太陽能電池中，電極通常所采用的材料為透明導(dǎo)電氧化物，其中又以氧化銦錫薄膜最為常見。
　　在本文中，我們用Ag膜來取代ITO作為有機(jī)太陽能電池的陽極，有機(jī)層為copper phthalocyanine(CuPc)/fullerene(C60)/bathocuproine(BCP)，半透明陰極采用Ag薄膜外加覆蓋層(capping layer)NPB(naphthylphenylbiphenyl diamine)的元件結(jié)構(gòu)

2、，將陽極在進(jìn)行有機(jī)材料熱蒸鍍之前利用UV-Ozone進(jìn)行不同時(shí)間的氧化處理(0-150 sec)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論并分析了：
　?。?）經(jīng)過UV-Ozone氧化處理后的陽極的物理及光電特性的變化。由于陽極表面AgOx層的形成，陽極表面功函數(shù)(Φ)，表面形態(tài)，表面粗糙度(Ra)，薄膜電阻等，大部分上述特性的值都隨著UV-Ozone的曝光時(shí)間的增長(zhǎng)而增加；
　　（2）與傳統(tǒng)底部入光的有機(jī)太陽能電池不同，在本實(shí)驗(yàn)中元件采用陰極入

3、光的方式，即為頂部入光。這就要求陰極既要具有良好的導(dǎo)電率，也要對(duì)光具有較高的透射率。我們選用Ag薄膜作為陰極，通過調(diào)整薄膜的厚度，在透射率與導(dǎo)電率之間找到了最佳厚度參數(shù)。此外，為了進(jìn)一步加強(qiáng)陰極的透光率，提升有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，我們?cè)陉帢OAg薄膜之上，又加了覆蓋層NPB。NPB的加入使得陰極透射率提升，也增強(qiáng)了元件的穩(wěn)定性；
　?。?）功函數(shù)和表面粗糙度主導(dǎo)了有機(jī)太陽能電池的性能，它們二者對(duì)于光電轉(zhuǎn)換效率的作用恰好相反。

4、當(dāng)增加陽極表面功函數(shù)時(shí)，CuPc和陽極之間的能級(jí)差減小，有利于空穴的注入，增加了開路電壓(Voc)。當(dāng)表面粗糙度增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致局部陷阱密度增大，從而阻礙了空穴的注入，降低了開路電壓。同時(shí)還會(huì)降低反射率，從而減小短路電流(JSC)。
　　在本文中最優(yōu)化元件的Ag陽極經(jīng)UV-Ozone表面氧化處理時(shí)間為45 sec，它的最高光電轉(zhuǎn)換效率為1.04％，開路電壓Voc為0.48V，短路電流JSC為3.56 mA/cm2，填充因子(fill