陽極修飾對于有機太陽能電池特性影響的研究.pdf

1、在小分子有機太陽能電池中，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作為有機太陽能電池的陽極，有機層為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、，將陽極在進行有機材料熱蒸鍍之前利用UV-Ozone進行不同時間的氧化處理(0-150 sec)。根據(jù)實驗數(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的曝光時間的增長而增加；
　　（2）與傳統(tǒng)底部入光的有機太陽能電池不同，在本實驗中元件采用陰極入

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，為了進一步加強陰極的透光率，提升有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，我們在陰極Ag薄膜之上，又加了覆蓋層NPB。NPB的加入使得陰極透射率提升，也增強了元件的穩(wěn)定性；
　?。?）功函數(shù)和表面粗糙度主導(dǎo)了有機太陽能電池的性能，它們二者對于光電轉(zhuǎn)換效率的作用恰好相反。

4、當增加陽極表面功函數(shù)時，CuPc和陽極之間的能級差減小，有利于空穴的注入，增加了開路電壓(Voc)。當表面粗糙度增加時，會導(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。同時還會降低反射率，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