一種復(fù)合透明電極及包含此電極的有機(jī)太陽(yáng)能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極及以此透明電極制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池。在高真空下，采用薄膜沉積技術(shù)在AZO基底上沉積一層超薄鋁膜，以此調(diào)節(jié)AZO導(dǎo)電玻璃的功函數(shù)，使其成為收集電子的陰極。其中所述超薄鋁膜的厚度大約在0.5～5nm之間。本發(fā)明使用AZO取代傳統(tǒng)的導(dǎo)電玻璃ITO，降低了器件的成本，同時(shí)采用超薄鋁膜電極修飾層，避免了使用復(fù)雜的電極修飾材料，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】—種復(fù)合透明電極及包含此電極的有機(jī)太陽(yáng)能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)光伏器件領(lǐng)域，具體涉及一種超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極及由該透明電極制備的反式結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化銦錫(ΙΤ0)是目前廣泛采用的有機(jī)太陽(yáng)能電池透明電極材料。但是隨著市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，銦的全球供應(yīng)短缺，人們?cè)诓粩嗟貙で罂梢匀〈鶬TO作為透明電極的材料，例如碳納米管、石墨烯、金屬氧化物等。ZnO摻雜第三主族元素(Al，Ga)已經(jīng)被研究用作低成本的透明導(dǎo)電氧化物。ZnO是一種寬帯隙(3.3eV)的η型半導(dǎo)體材料，可通過激光脈沖沉積、化學(xué)氣相沉積、噴霧熱解法和磁控濺射等方法制備。ZnO摻雜Al (AZO)具有較高的電導(dǎo)率，近紅外及可見光區(qū)域透過率較高，因此在有機(jī)太陽(yáng)能電池中表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。
[0003]傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽(yáng)能電池包含一個(gè)空穴收集的透明底電極和一個(gè)電子收集的頂電極。底電極通常由聚3，4-乙撐氧噻吩:聚(對(duì)苯乙烯磺酸)根陰離子(PED0T:PSS)薄膜修飾。由于PED0T:PSS其本身具有較強(qiáng)的酸性，會(huì)腐蝕導(dǎo)電氧化物表面，使其表面粗糙度增力口，導(dǎo)致串聯(lián)電阻增大，器件效率降低。此外，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)器件采用低功函的金屬作為頂電極，極其容易氧化，降低了器件的穩(wěn)定性。反式結(jié)構(gòu)器件的出現(xiàn)解決了以上的問題。反式結(jié)構(gòu)器件的關(guān)鍵在于要建立一個(gè)低功函的能促進(jìn)電子收集的底電極。通常采用的方法是對(duì)底電極進(jìn)行修飾，使其成為收集電子的陰極。目前，改善電子收集的陰極修飾方法主要是在透明導(dǎo)電襯底上沉積半導(dǎo)體金屬氧化物，如ZnO，TiOx0在一些文獻(xiàn)報(bào)道中，也有人采用超薄的絕緣層(如Cs2CO3, ΡΕ0)和共軛聚電解質(zhì)來(lái)修飾ITO以降低其功函。然而，陰極的修飾會(huì)使器件制備工藝復(fù)雜化，增加了器件的制備成本，不利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。進(jìn)一步降低器件制備成本，簡(jiǎn)化制備工藝，提高器件的穩(wěn)定性，是有機(jī)光伏器件產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極，其不僅采用AZO取代成本較高的ITO電極，同時(shí)超薄鋁膜修飾工藝簡(jiǎn)單，成本低。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，提出了一種制備超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極的方法，包括以下步驟:
[0007](I)將AZO透明導(dǎo)電玻璃依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，氮?dú)獯蹈珊笾糜陔姛峁娘L(fēng)干燥箱中烘干；
[0008](2)將所述AZO玻璃放入真空鍍膜機(jī)中，以純度大于9.9999%的鋁絲作為蒸發(fā)源，對(duì)腔體抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到2X 10-4Pa以下時(shí)，以0.3A/s的速率蒸鍍超薄鋁膜；
[0009]其中，鋁膜的厚度通過膜厚監(jiān)控儀監(jiān)控，調(diào)節(jié)鋁膜的厚度以改變AZO復(fù)合透明電極的功函數(shù)，使其和有機(jī)材料能級(jí)匹配。
[0010]在另一實(shí)施例中，提出了一種由上述方法制備的超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極，所述復(fù)合透明電極由玻璃基底、AZO導(dǎo)電薄膜和超薄鋁膜組成。
[0011]在又一實(shí)施例中，提出了一種制備包含超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的方法，包括以下步驟:
[0012](I)將活性層材料溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾；
[0013](2)按照上述方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積預(yù)定厚度的超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層，采用勻膠機(jī)以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，用表面輪廓儀測(cè)定活性層膜厚；
[0014](3)將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離；
[0015](4)在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm，最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZO/超薄鋁膜/活性層/Mo03/A1的太陽(yáng)能電池器件。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
[0017](I)本發(fā)明所采用的AZO透明電極可市場(chǎng)購(gòu)買，也可實(shí)驗(yàn)室制備，來(lái)源廣泛。
[0018](2)本發(fā)明所提出的超薄鋁膜修飾方法工藝簡(jiǎn)單，可在AZO沉積之后立即制備，無(wú)需任何表面處理，容易實(shí)現(xiàn)卷對(duì)卷連續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)以此電極制備反式結(jié)構(gòu)器件，避免了采用復(fù)雜的電極修飾層，簡(jiǎn)化了器件制備工藝。
[0019](3)本發(fā)明中的AZO復(fù)合透明電極可通過調(diào)節(jié)超薄鋁膜的厚度來(lái)改變其功函數(shù)，從而使其和有機(jī)材料能級(jí)匹配，更好地促進(jìn)電子的傳輸和收集。
[0020](4)以本發(fā)明提出的AZO復(fù)合透明電極為底電極制備反式結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池，避免了采用酸性的PEDOT: PSS和低功函的金屬，提高了器件的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為實(shí)施例2-7和對(duì)比例I中制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池在lOOmW/cm2氙燈照射下測(cè)得的光伏特性曲線。
[0023]圖3為實(shí)施例2-7中超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合薄膜和對(duì)比例I中的AZO薄膜的透射率。
[0024]圖4為實(shí)施例8和對(duì)比例2，3中制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池在lOOmW/cm2氙燈照射下測(cè)得的光伏特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面配合附圖及其具體實(shí)施例對(duì)此復(fù)合電極及包含此電極的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件作詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，這樣的描述僅用于舉例說明本發(fā)明的目的，而不用于限制。
[0026]參見圖1，該復(fù)合電極具體包括玻璃基底1、AZO導(dǎo)電薄膜2以及超薄鋁膜修飾層
3。本發(fā)明采用超薄鋁膜對(duì)AZO透明電極進(jìn)行修飾，調(diào)節(jié)其功函，其中超薄鋁膜可通過磁控濺射、電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)等方法制備。下面詳細(xì)說明以熱蒸發(fā)技術(shù)制備此復(fù)合電極的具體實(shí)施例，以便更好的理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0027]實(shí)施例1:熱蒸發(fā)技術(shù)制備超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極[0028]本實(shí)施例中所采用的AZO透明導(dǎo)電玻璃是由深圳晶偉特科技有限公司購(gòu)買。將購(gòu)買的AZO玻璃置于燒杯中，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，氮?dú)獯蹈珊笾糜陔姛峁娘L(fēng)干燥箱中烘干待用。將AZO玻璃放入真空鍍膜機(jī)中，以純度大于9.9999%的鋁絲作為蒸發(fā)源，對(duì)腔體抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到2X KT4Pa以下時(shí)，以0.3A/s的速率蒸鍍超薄鋁膜。鋁膜的厚度通過膜厚監(jiān)控儀監(jiān)控。通過調(diào)節(jié)超薄鋁膜的厚度來(lái)改變AZO復(fù)合透明電極的功函數(shù)，使其和有機(jī)材料能級(jí)匹配。在本特定實(shí)施例中，超薄鋁膜的厚度控制為0.5?5nm。另夕卜，在鋁膜沉積之前，AZO基底無(wú)需任何表面處理，如氧等離子體處理、紫外臭氧處理等。
[0029]在以下實(shí)施例中，本發(fā)明還涉及以所述超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極作為底電極(陰極)制備反式結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池器件。所述有機(jī)太陽(yáng)能電池包括復(fù)合透明電極，光活性層以及頂電極。其中，實(shí)施例2-7采用的活性層材料為P3HT:PCBM,實(shí)施例8采用的活性層材料為P3HT:1CBA。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)施例中使用的各種設(shè)備型號(hào)僅為示例，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]實(shí)施例2:以0.5nm超薄鋁膜修飾的AZO制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件
[0031]本發(fā)明提供的聚合物太陽(yáng)能電池具體包括復(fù)合透明電極，光活性層以及頂電極，其制備方法如下:將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。按照實(shí)施例1中的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積0.5nm超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZ0/A1 (0.5nm)/P3HT:PCBM/Mo03/A1的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。器件的光伏特性曲線是由一個(gè)keithley2400數(shù)字源表測(cè)得。AMl.5的太陽(yáng)光照射由300W的氙弧燈太陽(yáng)光模擬器提供，通過一個(gè)硅基參比電池對(duì)其校正，使光強(qiáng)為lOOmW/cm2。本實(shí)施例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表I所示。
[0032]實(shí)施例3:以Inm超薄鋁膜修飾的AZO制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件
[0033]將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。按照實(shí)施例1中的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積Inm超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZ0/A1 (Inm)/P3HT:PCBM/Mo03/Al的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。本實(shí)施例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表I所示。
[0034]實(shí)施例4:以1.5nm超薄鋁膜修飾的AZO制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件
[0035]將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。按照實(shí)施例1中的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積1.5nm超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZ0/A1 (1.5nm) /P3HT:PCBM/Mo03/A1的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。本實(shí)施例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表I所示。
[0036]實(shí)施例5:以2nm超薄鋁膜修飾的AZO制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件
[0037]將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。按照實(shí)施例1中的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積2nm超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZ0/A1 (2nm)/P3HT:PCBM/Mo03/Al的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。本實(shí)施例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表I所示。
[0038]實(shí)施例6:以2.5nm超薄鋁膜修飾的AZO制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件
[0039]將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。按照實(shí)施例1中的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積2.5nm超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZ0/A1 (2.5nm) /P3HT:PCBM/Mo03/A1的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。本實(shí)施例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表I所示。
[0040]實(shí)施例7:以3nm超薄鋁膜修飾的AZO制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件
[0041]將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。按照實(shí)施例1中的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積3nm超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZO/A1 (3nm)/P3HT:PCBM/Mo03/Al的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。本實(shí)施例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表1所示。
[0042]對(duì)比例1:以AZO為底電極制備有機(jī)太陽(yáng)能電池
[0043]將購(gòu)買的AZO玻璃置于燒杯中，依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，氮?dú)獯蹈珊笾糜陔姛峁娘L(fēng)干燥箱中烘干待用。將20毫克P3HT (實(shí)驗(yàn)室合成)和16毫克PCBM (版和科技)混合后溶于1毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°C攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾。在烘干的AZO導(dǎo)電玻璃上旋涂活性層材料。采用勻膠機(jī)(KW-4A)低速旋涂，以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至薄膜變干，膜厚用TENCOR ALFA-STEP-500表面輪廓儀測(cè)定，厚度大約為200nm。將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離。之后在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm。最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZ0/P3HT:PCBM/Mo03/A1的太陽(yáng)能電池器件。此制備過程均在氮?dú)猸h(huán)境中完成。本對(duì)比例中的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件在lOOmW/cm2氙燈照射下的性能參數(shù)如圖2和表1所示。
[0044]圖2為實(shí)施例2-7和對(duì)比例I中制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池在lOOmW/cm2氙燈照射下測(cè)得的光伏特性曲線，其相應(yīng)的器件參數(shù)如表1所示。由圖2看出，加入超薄鋁膜后，器件的開路電壓，短路電流和填充因子都有了很大的提高，從而使器件的能量轉(zhuǎn)換效率由0.52%提高到了 3%左右。當(dāng)鋁膜厚度為0.5nm時(shí)，器件的效率達(dá)到了最大值3.34%，之后隨著鋁膜厚度的增加，器件效率小幅度的降低，當(dāng)厚度為3nm時(shí)，器件的效率仍保持在3%左右。
[0045]表1實(shí)施例2-7和對(duì)比例1制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能參數(shù)
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種制備超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極的方法，包括以下步驟: (1)將AZO透明導(dǎo)電玻璃依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，氮?dú)獯蹈珊笾糜陔姛峁娘L(fēng)干燥箱中烘干； (2)將所述AZO玻璃放入真空鍍膜機(jī)中，以純度大于9.9999%的鋁絲作為蒸發(fā)源，對(duì)腔體抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到2X 10_4Pa以下時(shí)，以0.3A/s的速率蒸鍍超薄鋁膜； 其中，鋁膜的厚度通過膜厚監(jiān)控儀監(jiān)控，調(diào)節(jié)鋁膜的厚度以改變AZO復(fù)合透明電極的功函數(shù)，使其和有機(jī)材料能級(jí)匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在鋁膜沉積之前，AZO基底無(wú)需其他表面處理。
3.一種由權(quán)利要求1或2所述方法制備的超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極，其特征在于，所述復(fù)合透明電極由玻璃基底、AZO導(dǎo)電薄膜和超薄鋁膜組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極，其中，超薄鋁膜的厚度為0.5 ?5nm。
5.一種制備包含超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的方法，包括以下步驟: (1)將活性層材料溶于I毫升鄰二氯苯溶劑中，在磁力攪拌器上60°c攪拌充分，使其完全溶解，使用前以0.22微米的過濾膜過濾； (2)按照權(quán)利要求1或2所述的方法在AZO透明導(dǎo)電玻璃上沉積預(yù)定厚度的超薄鋁膜，之后直接旋涂活性層，采用勻膠機(jī)以600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，之后放入培養(yǎng)皿中溶劑退火直至活性層薄膜變干，用表面輪廓儀測(cè)定活性層膜厚； (3)將旋涂有活性層的基片放置在加熱臺(tái)上，150°C加熱退火十分鐘，使給體受體材料形成有效的相分離； (4)在真空鍍膜機(jī)中依次蒸鍍MoO3和Al電極，厚度分別為25nm和lOOnm，最終制備出器件結(jié)構(gòu)為AZO/超薄鋁膜/活性層/Mo03/A1的太陽(yáng)能電池器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的方法，其中，預(yù)定厚度的超薄鋁膜為0.5?5nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的方法，其中，所述活性層材料為20毫克P3HT和16毫克PCBM，并且，所述步驟(2)中用表面輪廓儀測(cè)定活性層膜厚大約為200nmo
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的方法，其中，所述活性層材料為17毫克P3HT和17毫克ICBA，并且，所述步驟(2)中用表面輪廓儀測(cè)定活性層膜厚大約為220nm。
9.一種由權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述方法制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件,包括底電極、活性層以及頂電極，其中，底電極為所述超薄鋁膜修飾的AZO復(fù)合透明電極。
【文檔編號(hào)】C23C14/24GK103594632SQ201310547707
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】屠國(guó)力, 史婷 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)