版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
OPV陽(yáng)極表面修飾技術(shù)
研究表明,由于OPV陽(yáng)極的費(fèi)米能級(jí)與有機(jī)層的費(fèi)米能級(jí)不匹配,它們之間有很高的勢(shì)壘高度,因此空穴注入效率較低,為了提高空穴的注入效率,陽(yáng)極必須采用高功函數(shù)的材料,例如半透明金屬(如Au)、透明導(dǎo)電聚合物(如聚苯胺,PAN)、半導(dǎo)體金屬氧化物(如SnO2、In2O3、CdO、ZnO、Sb2O3、PbO、Au+Ag/SiO2)、ITO(氧化銦/錫Indium
tin
oxide)等。對(duì)陽(yáng)極的修飾主要是提高其功函數(shù),使其表面平整、平滑以擴(kuò)大電極與有機(jī)層的接觸面積,從而實(shí)現(xiàn)降低空穴注入勢(shì)壘、提高注入效率的目的。1.ITO陽(yáng)極修飾因?yàn)镮TO具有高可見(jiàn)光透過(guò)率、良導(dǎo)電性、良基片黏附性、高功函數(shù)等特點(diǎn),所以有機(jī)太陽(yáng)能電池器件一般都采用ITO作為陽(yáng)極。ITO的功函數(shù)依賴其表面的形態(tài)結(jié)構(gòu),為了克服ITO表面的結(jié)構(gòu)缺餡,往往對(duì)其進(jìn)行改性處理。改進(jìn)方法主要有機(jī)械拋光處理、退火處理、在ITO與有機(jī)物間插入一層絕緣緩沖層、離子束濺射、在表面覆蓋一層薄金屬膜、優(yōu)化ITO制備條件等?,F(xiàn)在普遍采用在ITO與有機(jī)層間插入緩沖層PEDOT:PSS,同ITO共同作為空穴收集極。該物質(zhì)是一種摻雜的導(dǎo)電聚合物,具有良好的光電穩(wěn)定性、透光率以及窄的能隙,由于PEDOT的功函數(shù)大于ITO的功函數(shù),所以在結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT:PSS/POPT/A1的器件中,PEDOT:PSS的存在比單純的ITO/POPT界面更有利于載流子的收集,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明前者的電流密度要大于后者。但是PEDOT:PSS材料性質(zhì)不穩(wěn)定,易于與ITO發(fā)生界面反應(yīng),導(dǎo)致器件性能的衰減。Shrotriya等人嘗試用新材料V2O5和MoO3替代上述修飾層,并使用原子顯微鏡AFM觀察被修飾后的ITO表面形貌,圖像表明表面變得更加平滑、平整。通過(guò)原子顯微鏡(AFM)觀察發(fā)現(xiàn),納米金(Au)層與PEDOT:PSS層相比,表面更加平整,導(dǎo)電性更好,所以用它來(lái)修飾ITO后,它的功函數(shù)會(huì)顯著提高(約5.1
eV),這就有效降低了空穴注入勢(shì)壘,同時(shí)發(fā)現(xiàn)器件的壽命也得到了延長(zhǎng)。
Kim認(rèn)為采用單分子自組裝技術(shù)在陽(yáng)極表面生長(zhǎng)單分子層可以改變陽(yáng)極的表面能并改善有機(jī)層表面形態(tài)缺陷,2007年,他在陽(yáng)極ITO表面生長(zhǎng)一層單分子層CF3,最后器件經(jīng)過(guò)退火處理,實(shí)驗(yàn)證明這不僅優(yōu)化了器件的結(jié)構(gòu),而且顯著提高空穴注入陽(yáng)極的能力。2.新型電極材料由于地球上In元素不僅稀少,而且危害環(huán)境和人類的健康,所以有必要尋求新的陽(yáng)極材料來(lái)替代ITO材料,這樣就可獲得成本較低而性能優(yōu)良的器件。近年來(lái),一些人嘗試用ZnO來(lái)取代ITO,這種材料彌補(bǔ)了ITO材料的不足之處,但它的導(dǎo)電能力較差,通過(guò)摻雜Ⅲ族元素(如Ba、Al、Ga、In)后,ZnO膜的透明度和導(dǎo)電性都有所改善。例如選用電極材料ZnO:Al取代ITO,同時(shí)用納米金層加以修飾,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電池的并聯(lián)電阻增加,串聯(lián)電阻減小,壽命延長(zhǎng),同時(shí)η也提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)ZnO:Al層具有收集空穴和電子的雙重能力,同時(shí)還可以充當(dāng)減反射層的角色,因此有人在陰陽(yáng)兩極均采用ZnO:Al材料來(lái)實(shí)現(xiàn)改善器件性能的目的。ITO除了價(jià)格昂貴、危害環(huán)境外,我們也發(fā)現(xiàn)這種導(dǎo)電玻璃機(jī)械性能差,易破碎,不穩(wěn)定,但如果選用單壁碳納米管替代ITO作為有機(jī)光電池的空穴收集極,就可以克服上述缺陷,而且它還具有高電導(dǎo)率和透光率的優(yōu)勢(shì)。2006年,Lagemaat等人采用旋涂法制備碳納米管陽(yáng)極層,但最終得到的器件性能不是特別理想,因此需要進(jìn)一步改進(jìn)。Topinka等人采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在襯底上生長(zhǎng)網(wǎng)狀單壁碳納米管,最終所得到的器件性能可與ITO/plastic所制備的相當(dāng),η可達(dá)2.5%。這種薄膜材料的優(yōu)點(diǎn)在于表面平滑,柔韌性較好,具有較寬的光譜吸收范圍,從紫外、可見(jiàn)延伸至遠(yuǎn)紅外區(qū)都具有很高的透光性,還可實(shí)現(xiàn)大面積制造等。3.反型倒置電池中電極修飾
近年來(lái)人們開(kāi)始構(gòu)造新的電池結(jié)構(gòu)即反型倒置模型,即將傳統(tǒng)電池的陰陽(yáng)電極材料進(jìn)行對(duì)換,發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換效率都有所提高,但同時(shí)也需要對(duì)電極進(jìn)行修飾。例如制備結(jié)構(gòu)為ITO/Cs2CO3/P3HT:PCBM/V2O5/Al或者Au的器件時(shí),分別用10nm的V2O5修飾陽(yáng)極Al,1nm的Cs2CO3修飾陰極ITO,結(jié)果顯示太陽(yáng)能電池的三個(gè)性能參數(shù)都有所提高,而在傳統(tǒng)電池中短路電流JSC恰恰相反。2009年,Chen報(bào)道了另一種器件結(jié)構(gòu),使用金屬氧化物材料MoO3修飾柵狀A(yù)l陽(yáng)極,同時(shí)在上層蒸鍍一層ITO薄膜,結(jié)構(gòu)如圖2所示,這樣可以減小器件的串聯(lián)電阻,這種器件具有良好的柔韌性和穩(wěn)定性,同時(shí)也克服了低功函數(shù)金屬易氧化不穩(wěn)定的缺陷。另外,我們還可以用雙層MoO3修飾陽(yáng)極,例如MoO3/Ag/MoO3電極,內(nèi)層的MoO3層可提高空穴注入能力,而外層MoO3不僅降低了器件的串聯(lián)電阻,而且提高了陽(yáng)極的透過(guò)率,因此器件的性能得到了改善。在反型倒置電池中,作為陽(yáng)極的材料往往反射率很高,不能對(duì)太陽(yáng)光有效地吸收,為了解決這一問(wèn)題,Meiss采用蒸鍍覆蓋層的辦法來(lái)彌補(bǔ)陽(yáng)極材料反射率高的缺陷,使用Alq3修飾Al/Ag電極,使得η提高了0.37%,這是因?yàn)锳lq3層可以調(diào)節(jié)內(nèi)部光場(chǎng)分布以滿足對(duì)太陽(yáng)光
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 主數(shù)據(jù)管理規(guī)劃設(shè)計(jì)方案
- 教科版小學(xué)三年級(jí)科學(xué)上冊(cè)教案 全冊(cè)
- 人教版新目標(biāo)八年級(jí)下全冊(cè)英語(yǔ)說(shuō)課教案 全冊(cè)
- (2)數(shù)據(jù)的收集-八年級(jí)數(shù)學(xué)冀教版暑假作業(yè)(含答案)
- 保育員培訓(xùn)記錄-衛(wèi)生消毒制度
- 重癥顱腦損傷及開(kāi)顱術(shù)后的監(jiān)護(hù)管理課件
- 空間向量在立體幾何中的應(yīng)用 講義- 高三數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)
- 第五課+家族の寫(xiě)真 初中日語(yǔ)人教版七年級(jí)第一冊(cè)
- Unit+3+Sports+and+Fitness+Reading+and+Thinking 高中英語(yǔ)人教版(2019)必修第一冊(cè)
- 房屋遺囑格式常用模板(標(biāo)準(zhǔn)版)
- 奧洛他定滴眼液的可行性研究報(bào)告
- 基于5G的ATG實(shí)現(xiàn)方式及網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)劃-李宗林
- 清梳聯(lián)設(shè)備及工藝流程
- (完整版)人教版八年級(jí)英語(yǔ)上冊(cè)1-2單元測(cè)試題
- 工作總結(jié)主持詞開(kāi)場(chǎng)白和結(jié)束語(yǔ)
- 小班幼兒生活自理能力培養(yǎng)的行動(dòng)研究
- 《小英雄雨來(lái)》交流推進(jìn)課
- 語(yǔ)文九年級(jí)上冊(cè)第一單元現(xiàn)代詩(shī)復(fù)習(xí)課件(共19張PPT)
- 急性上呼吸道感染病人的護(hù)理a
- 2022高考數(shù)學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)二輪復(fù)習(xí) 第1講 新高考新題型
- YS/T 756-2011碳酸銫
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論