有機(jī)太陽能電池的電極調(diào)控.pdf

1、由于在低成本太陽能轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的潛力，有機(jī)太陽能電池吸引了廣泛的注意力。在過去的幾十年里，有機(jī)太陽能取得了飛速的發(fā)展，新材料的開發(fā)，活性層形貌修飾、調(diào)控，器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使得有機(jī)太陽能電池的效率不斷提高。通常，有機(jī)太陽能電池由正負(fù)電極以及中間的活性層構(gòu)成。其中，活性層主要用來俘獲光子，產(chǎn)生激子而電極則負(fù)責(zé)載流子的收集，同時(shí)也對(duì)入射的光進(jìn)行反射，從而可以進(jìn)行二次吸收。因此，電極的反射率和載流子收集能力對(duì)有機(jī)太陽能電池效率的提高也起到很重要的作

2、用。
　　現(xiàn)在，最常用的透明電極為ITO，因?yàn)槠湓诰哂辛己玫膶?dǎo)電能力的情況下，在可見光波段具有很高的光透射率。金屬Al和Ca則為常用的背電極材料。Ca電極有相對(duì)較低的功函數(shù)，但是在空氣中不穩(wěn)定，容易氧化，而Al的功函數(shù)又偏高，不利于能級(jí)的匹配，所以我們需要去尋找一些更合適的背電極。
　　本文運(yùn)用高真空熱蒸發(fā)鍍膜技術(shù)制備基于 CuPc/ C60的有機(jī)小分子太陽能電池。我們嘗試了兩種不同的電極：1）Sm:Al/Al復(fù)合電極；2）

3、有微納結(jié)構(gòu)的電極。我們研究了器件的電流-電壓特性（J-V），外量子效率（EQE）及其他性能的改變，具體的工作如下：
　　1.稀土金屬釤在制備高對(duì)比率有機(jī)電致發(fā)光器件展現(xiàn)出了應(yīng)用前景，應(yīng)為Sm具有較低的功函數(shù)以及低反射率。在本項(xiàng)工作中，我們提出將Sm:Al/ Al復(fù)合電極應(yīng)用于基于小分子材料CuPc/C60的有機(jī)太陽能器件中。結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，相比參照器件，具有復(fù)合電極的器件效率提高了64%。更重要的是，我們通過器件的優(yōu)化與調(diào)試，最終找

4、到了一個(gè)背電極反射率和載流子收集能力的平衡點(diǎn)，在Sm:Al體積比為1:3的時(shí)候，是器件的效率達(dá)到了最大。
　　2.利用PDMS在固化過程中形成隨機(jī)褶皺的特性，我們制備了包含有微納結(jié)構(gòu)電極的柔性有機(jī)太陽能電池。首先，我們將加有固化劑的PDMS旋涂在PET基底上，用95的溫度退火處理20分鐘，然后在上面蒸鍍一層5nm厚Al膜，之后再用60的溫度退火2小時(shí)，使其固化。完成后我們?cè)赑DMS的表面上蒸鍍半透明的Ag膜作為小分子電池的陽極，并