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用于光電子學(xué)的酞菁/聚合物納米復(fù)合墨水的制作方法與工藝

文檔序號(hào):11971182閱讀:287來源:國(guó)知局
用于光電子學(xué)的酞菁/聚合物納米復(fù)合墨水的制作方法與工藝
本發(fā)明一般地涉及一種聚合物復(fù)合墨水,并且更具體地涉及一種可以用于制造光電器件的基于在聚合物基質(zhì)中的尺寸為納米量級(jí)的酞菁(Pc)納米晶體染料的聚合物復(fù)合墨水。

背景技術(shù):
由于對(duì)可再生能源(“綠色能源”)的不斷增長(zhǎng)的需求,光伏器件的制造已穩(wěn)步增長(zhǎng)。光伏器件將光能轉(zhuǎn)化為電力。通過光伏效應(yīng),光伏器件可以吸收光(如紅外光、可見光、紫外光),并且光子可以將電子碰撞到較高能態(tài)并產(chǎn)生電力。一種光伏器件為太陽(yáng)能電池板。例如,太陽(yáng)能電池板可以用作建筑物以及消費(fèi)型電子器件例如移動(dòng)電話、mp3播放器、筆記本計(jì)算機(jī)等的動(dòng)力。例如,由于高生產(chǎn)成本,消費(fèi)型電子器件的許多市售光伏器件是昂貴的。一種光伏器件為晶片型硅電池。晶片型電池往往昂貴,這至少部分是由于昂貴的生產(chǎn)成本,而這些電池表現(xiàn)出相對(duì)低的(如大約11-13%)的效率。另一種光伏器件為混合型半導(dǎo)體器件,例如通過印刷聚合物而形成的塑料發(fā)電器件(如塑料基材上的光伏器件)。這種混合型器件的生產(chǎn)不那么昂貴,但表現(xiàn)出較低的效率(如大約3.5%)。對(duì)于可印刷的太陽(yáng)能電池,已報(bào)道的最高效率僅為5%。就這一點(diǎn)而言,常規(guī)光伏器件的制造和使用受累于至少上述低效率和高生產(chǎn)成本的缺點(diǎn)。現(xiàn)今的光伏器件、系統(tǒng)和方法的上述缺點(diǎn)僅旨在提供對(duì)常規(guī)器件、系統(tǒng)和方法的某些問題的綜述,但并非旨在窮舉?,F(xiàn)有技術(shù)的其它問題和各種非限制性實(shí)施方案中某些的對(duì)應(yīng)的有益效果可以在閱讀以下詳細(xì)描述之后變得更加明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
以下提供各種實(shí)施方案的概述,以便提供對(duì)本文所述某些方面的基本理解。本概述不是所公開主題的廣泛綜述。其并非旨在示出所公開主題的關(guān)鍵或重要要素,也非標(biāo)明主題實(shí)施方案的范圍。其唯一目的是以簡(jiǎn)化形式提供所公開主題的某些概念作為稍后提供的更詳細(xì)描述的引言。各種實(shí)施方案涉及一種可以用于制造光電器件的基于在聚合物基質(zhì)中的尺寸為納米量級(jí)的酞菁(Pc)納米晶體染料的聚合物復(fù)合墨水。在一個(gè)實(shí)施方案中,方法包含由4-烷基酞腈和金屬(II)鹽的混合物合成酞菁(Pc);生長(zhǎng)Pc納米晶體,其中Pc納米晶體具有納米量級(jí)的尺寸;和將Pc納米晶體與共軛聚合物結(jié)合成薄膜。該方法還可以包括通過用Pc納米晶體和共軛聚合物涂布圖案化的硅/二氧化硅基材來制造光伏器件和/或薄膜晶體管。合成可以包括:在例如氮?dú)夥障略卩屑訜?-烷基酞腈和金屬(II)鹽的混合物;例如通過乙醇溶液和通過氫氧化鈉溶液來清洗混合物中的沉淀物;和例如在烘箱中干燥所述沉淀物。清洗還可以包括清洗藍(lán)色的所述沉淀物直至清洗溶液澄清為止。Pc納米晶體的生長(zhǎng)可以包括:在水平石英管式爐的加熱區(qū)中加熱Pc并且在水平石英管式爐的冷卻區(qū)中收集Pc納米晶體,其中Pc納米晶體由Pc自組裝。結(jié)合可以包括將Pc納米晶體與共軛聚合物混合并且分散Pc納米晶體和共軛聚合物或?qū)c納米晶體與聚(3-己基噻吩)(P3HT)和/或P3HT/苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)結(jié)合。在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中,制造的裝置或制品包括由酞菁(Pc)納米晶體摻雜的共軛聚合物的薄膜,其中Pc納米晶體具有納米量級(jí)的尺寸并且其中共軛聚合物為與Pc納米晶體不同的p-型半導(dǎo)體。Pc納米晶體可以包含具有烷基取代基的核心。該裝置可以為光電池并且共軛聚合物可以包括聚(3-己基噻吩)(P3HT)和/或苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)。該裝置還可以為薄膜晶體管,其中共軛聚合物為聚(3-己基噻吩)(P3HT)。在一個(gè)方面,該裝置具有大于5%,例如至少6%或至少7%的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)。在一個(gè)實(shí)施方案中,該裝置實(shí)現(xiàn)至少0.025cm2/Vs的遷移率并且在另一個(gè)實(shí)施方案中,該裝置實(shí)現(xiàn)至少0.1cm2/Vs的遷移率。在另一個(gè)實(shí)施方案中,提供Pc納米晶體,其包含具有烷基取代基的核心,其中Pc納米晶體具有納米量級(jí)的尺寸。在另一個(gè)實(shí)施方案中,提供納米復(fù)合墨水,其包含與共軛聚合物混合的Pc納米晶體。在一個(gè)實(shí)施方案中,共軛聚合物可以為P3HT。在另一個(gè)實(shí)施方案中,共軛聚合物可以為P3HT/PCBM。提供Pc納米晶體,其包含具有烷基取代基的核心,其中Pc納米晶體具有納米量級(jí)的尺寸。以下描述和附圖詳細(xì)給出所公開主題的某些說明性方面。然而,這些方面僅指示可以采用各種實(shí)施方案的原理的各種方式中的一些。所公開主題旨在包括所有這種方面和它們的等同形式。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí),所公開主題的其它優(yōu)點(diǎn)和區(qū)別性特征將從各種實(shí)施方案的以下詳細(xì)說明中變得明顯。附圖說明圖1為用于制造將在Pc/聚合物復(fù)合材料中使用的Pc納米晶體的方法的示意性流程圖。圖2為用于制造Pc納米晶體的示例性系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖。圖3為用于制造Pc/聚合物復(fù)合材料的方法的示意性流程圖。圖4為用于制造Pc/聚合物復(fù)合材料的示例性系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖。圖5為用于制造薄膜晶體管的方法的示意性流程圖。圖6為用于制造薄膜晶體管的示例性系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖。圖7為用于制造光伏器件的方法的示意性流程圖。圖8為用于制造光伏器件的示例性系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖。詳細(xì)說明概述根據(jù)一個(gè)方面,描述了一種制造可以用于制造光電器件的基于在聚合物基質(zhì)中的酞菁(Pc)納米晶體染料的聚合物復(fù)合墨水的方法。該方法可以包含從4-烷基酞腈和金屬(II)鹽的混合物合成Pc。例如,合成可以包括:在喹啉中(如在氮?dú)夥罩?加熱所述混合物,清洗混合物中的藍(lán)色沉淀物(如,用乙醇溶液和氫氧化鈉溶液淋洗直至清洗溶液澄清為止),和干燥沉淀物(如在烘箱中)。該方法還可以包含生長(zhǎng)尺寸為納米量級(jí)的Pc納米晶體。生長(zhǎng)可以包括:在水平石英管式爐的加熱區(qū)中加熱Pc并且在水平石英管式爐的冷卻區(qū)中收集Pc納米晶體;Pc納米晶體可以由Pc自組裝。該方法還可以包含將Pc納米晶體與至少一種共軛聚合物結(jié)合成薄膜。結(jié)合可以包括將Pc納米晶體與至少一種共軛聚合物混合并且分散Pc納米晶體和至少一種共軛聚合物。例如,共軛聚合物可以為聚(3-己基噻吩)(P3HT)或P3HT/苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)中的至少一種。該方法還可以包含:通過用Pc納米晶體和至少一種共軛聚合物涂布圖案化的硅/二氧化硅基材來制造光伏器件或薄膜晶體管的至少一種。根據(jù)另一方面,描述了一種裝置(如光電池或薄膜晶體管)。該裝置可以包含由Pc納米晶體摻雜的至少一種共軛聚合物的薄膜。例如,由于包括烷基取代基的核心,Pc納米晶體可以具有納米量級(jí)的尺寸。所述至少一種共軛聚合物可以是與所述Pc納米晶體不同的p-型半導(dǎo)體。例如,如果裝置為光電池,則共軛聚合物可以為P3HT/PCBM。如果裝置為薄膜晶體管,則共軛聚合物可以為P3HT。該裝置可以顯示5-6%或更高的功率轉(zhuǎn)換效率和0.025-0.1cm2/Vs或更高的遷移率。根據(jù)另一方面,描述了Pc納米晶體。Pc納米晶體可以包含具有烷基取代基的核心。烷基取代基可以允許Pc自組裝成尺寸為納米量級(jí)的Pc納米晶體。雖然常規(guī)Pc(例如,無烷基取代基)可以自組裝以形成尺寸為微米量級(jí)的線狀,但至少部分由于烷基取代基的原因,Pc納米晶體可以形成尺寸為納米量級(jí)的納米晶體。用于光電子學(xué)的酞菁/聚合物納米復(fù)合墨水現(xiàn)參照附圖描述各個(gè)方面。在以下描述中,為了說明,給出許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)方面的完全理解。然而,可能明顯的是,可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐此類方面。在其它情況下,以框圖形式示出熟知的結(jié)構(gòu)和器件,以便有利于描述這些方面。本文所用的術(shù)語(yǔ)“或”旨在指包括性的“或”而非排他性的“或”。也就是說,除非另外特別指出,或從上下文清楚說明,否則“X采用A或B”旨在指任何自然包括性排列組合(naturalinclusivepermutations)。也就是說,如果X采用A;X采用B;或X采用A和B二者,則在任何上述情況下滿足“X采用A或B”。此外,本說明書和附圖中所用的冠詞“a”和“an”應(yīng)該一般性地解釋為指“一個(gè)或多個(gè)”,除非另外特別指出或從上下文清楚說明是指單數(shù)形式。多個(gè)方面涉及可以通過簡(jiǎn)單溶液處理而用于制造光電器件(如薄膜晶體管、光伏器件等)的基于聚合物基質(zhì)中的Pc納米晶體染料的聚合物復(fù)合墨水的顯影。根據(jù)一個(gè)方面,Pc/聚合物復(fù)合材料可以被旋涂在圖案化的硅/二氧化硅基材上和/或銦錫氧化物涂布的(ITO)玻璃基材上。例如,可以按此方式基于Pc/P3HT復(fù)合材料來制造薄膜晶體管和/或可以按此方式基于Pc/P3HT/PCBM復(fù)合材料來制造光伏器件。光電器件可以例如用作消費(fèi)性電子器件例如移動(dòng)電話、mp3播放器、筆記本計(jì)算機(jī)等等的動(dòng)力。首先參見圖1,示出的是用于制造將在Pc/聚合物復(fù)合材料中使用的Pc納米晶體(如MeCuPc納米晶體)的方法100的示意性流程圖。在單元102處,合成Pc。例如,可以通過在喹啉中混合4-烷基酞腈和金屬(II)鹽并且在氮?dú)夥障录訜醽砗铣蒔c。該混合物可以例如在180℃下加熱三小時(shí)。該方法可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀物。在單元104處,可以清洗和/或過濾沉淀物。例如,沉淀物可以依次用乙醇溶液和氫氧化鈉溶液清洗。該清洗可以一直持續(xù)到所得溶液(如過濾的溶液)澄清為止。沉淀物可以是藍(lán)色粉末。在單元106處,沉淀物可以例如在烘箱中于100℃下干燥例如2小時(shí)。為了避免疑問,為了說明而非限制,給出這些示例性干燥時(shí)間和烘箱溫度,并且因此在此處和本文所述的各種其它實(shí)施方案中的另外描述中,其它的干燥時(shí)間和/或烘箱溫度也是可能的。在單元108處,可以例如通過真空升華和簡(jiǎn)單氣相沉積來生長(zhǎng)Pc納米晶體??梢詫⒏稍锏某恋砦镏糜谒绞⒐苁綘t的加熱區(qū)中。例如,可以將干燥的沉淀物在400℃、10-2托下加熱5小時(shí)。沉淀物可以自組裝成Pc納米晶體。可以在水平石英管式爐的冷卻區(qū)(如150℃)中收集Pc納米晶體(如藍(lán)色粉末)。根據(jù)一個(gè)方面,方法100可以允許大規(guī)模制造小直徑Pc納米晶體(如納米量級(jí))。通常,Pc分子可以自組裝成尺寸為微米量級(jí)的絲。然而,至少因?yàn)楹诵牡耐饩壭揎?,Pc納米晶體可以自組裝成納米尺寸的晶體。例如,一種此類外緣修飾可以為Pc納米晶體的核心中的烷基取代基,其可以阻礙Pc核心形成大晶體。例如,烷基取代基可以導(dǎo)致酞菁核更強(qiáng)的π-π相互作用,這對(duì)電荷傳送(如來自光收獲的電荷傳送)是有利的。與Pc分子類似,Pc納米晶體可能在各種有機(jī)溶劑中具有很差的溶解度。這可以有助于例如Pc納米晶體在摻雜用于器件制造的聚合物時(shí)保持高結(jié)晶度。另外,Pc納米晶體在環(huán)境條件下是穩(wěn)定的。參見圖2,示出了用于制造將在Pc/聚合物復(fù)合材料中使用的Pc納米晶體的示例性系統(tǒng)200的示意性系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)200可以包括烘箱202,其可以在氮?dú)夥障录訜徉械?-烷基酞腈和金屬(II)鹽的混合物204。該混合物204可以例如在180℃下加熱三個(gè)小時(shí)。這可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀物206。系統(tǒng)200可以包括清洗和/或過濾沉淀物206的過濾器208。例如,沉淀物206可以依次用乙醇溶液和氫氧化鈉溶液清洗。該清洗可以繼續(xù)直至所得溶液(如過濾溶液)澄清為止。沉淀物206可以為藍(lán)色粉末。系統(tǒng)200還可以包括烘箱210,其可以例如在100℃下干燥沉淀物206例如2小時(shí)。系統(tǒng)200還可以包括水平石英管式爐212,其可以在真空升華和簡(jiǎn)單氣相沉積下生長(zhǎng)Pc納米晶體214??梢詫⒏稍锏某恋砦?06置于水平石英管式爐212的加熱區(qū)216中。例如,加熱區(qū)216可以在400℃和10-2托下將沉淀物206加熱5小時(shí)。沉淀物206可以自組裝成Pc納米晶體214??梢栽谒绞⒐苁綘t212的冷卻區(qū)218(如150℃)中收集Pc納米晶體214(如藍(lán)色粉末)。該系統(tǒng)200可以用于Pc納米晶體214的大規(guī)模制造。參見圖3,示出了用于制造Pc/聚合物復(fù)合材料的方法300的示意性流程圖。在302處,Pc納米晶體可以與至少一種共軛聚合物混合。例如,可以將Pc納米晶體和至少一種共軛聚合物以不同的重量比混合。Pc納米晶體是固有p-型的半導(dǎo)體,并且至少一種共軛聚合物應(yīng)該選作不同的p-型共軛聚合物。例如,不同p-型共軛聚合物的這種選擇可以增加混合物的成膜能力和混合物的電荷傳送性質(zhì)。在304處,Pc納米晶體和至少一種共軛聚合物的混合物可以通過超聲波浴分散于例如氯仿中,并且在306處,可以形成復(fù)合膜。例如,Pc/聚合物復(fù)合材料可以是膜和/或墨水。根據(jù)實(shí)施方案,當(dāng)與光電器件相關(guān)聯(lián)使用時(shí),復(fù)合膜和/或墨水可以表現(xiàn)出良好的電荷傳送性質(zhì)和寬波長(zhǎng)(如紫外線至可見光,400nm至800nm)吸收性(如,對(duì)于擴(kuò)展的太陽(yáng)光收獲(extendedsolarlightharvest))。這些電荷傳送和吸收性質(zhì)對(duì)于制造具有高效率的光電器件(如薄膜晶體管、光電池等)來說可能很重要??梢酝ㄟ^改變復(fù)合墨水和/或膜中的材料以改變和/或開發(fā)各種材料性質(zhì)(如聚合物材料和Pc納米晶體之間的相分離和/或相結(jié)晶度)來增加效率。膜和/或墨水在環(huán)境條件下穩(wěn)定,并且可以用于大規(guī)模應(yīng)用。例如,復(fù)合膜和/或墨水可以與用于包括p-n結(jié)在內(nèi)的光電器件的各種混合型結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)使用。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,混合型結(jié)構(gòu)可以是有機(jī)/無機(jī)的混合型結(jié)構(gòu)。參見圖4,示出了用于制造Pc/聚合物復(fù)合材料的示例性系統(tǒng)400的示意性系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)400可以包括混合部件402,其將Pc納米晶體與至少一種共軛聚合物混合。系統(tǒng)400還可以包括分散部件404,其分散Pc納米晶體和至少一種共軛聚合物的混合物。例如,分散部件404可以是可以分散混合物(如在氯仿中)的超聲波浴。根據(jù)一個(gè)方面,Pc/聚合物復(fù)合材料可以用于制造光電器件。例如,如圖5和圖6所示,Pc/聚合物可以用于制造薄膜晶體管。如圖7和圖8所示,Pc/聚合物可以用于制造光伏器件。用Pc/聚合物復(fù)合材料制造的光電器件可以表現(xiàn)出若干有利的性質(zhì)。雖然大多數(shù)有機(jī)共軛聚合物表現(xiàn)出范圍在300至600nm的紫外線-可見光吸光度,但Pc/聚合物復(fù)合墨水可以表現(xiàn)出很寬的紫外線-可見光吸光度范圍(如400至800nm)。另外,雖然大多數(shù)有機(jī)共軛聚合物表現(xiàn)出10-5至10-3cm2/Vs的空穴遷移率,但Pc/聚合物復(fù)合材料可以表現(xiàn)出10-1cm2/Vs量級(jí)或更高的空穴遷移率。因此,寬吸光度范圍和較大空穴遷移率可以允許制造具有比傳統(tǒng)光電器件更高的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)的器件。例如,Pc納米晶體可以更好滲透入聚合物中,從而增加光電器件的光收獲。另外,Pc納米晶體和Pc/聚合物復(fù)合材料在環(huán)境條件下均是穩(wěn)定的。根據(jù)一個(gè)方面,用Pc/聚合物復(fù)合材料涂布的光電器件可以表現(xiàn)出高至0.025cm2/Vs的空穴遷移率和高至5%的PCE。根據(jù)另一方面,用Pc/聚合物復(fù)合材料涂布的光電器件可以具有高至0.1cm2/Vs的空穴遷移率和高至7%的PCE。參見圖5,示出了用于制造薄膜晶體管的方法500的示意性流程圖。在單元502處,可以制造薄膜晶體管。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,重?fù)诫s的硅基材可以用作柵極,并且二氧化硅介質(zhì)層(如100nm)可以在硅基材上熱生長(zhǎng)。源極/漏極接觸圖案(如Ti/Au源極/漏極接觸圖案)可以通過圖像反轉(zhuǎn)光刻法然后標(biāo)準(zhǔn)剝離工藝來形成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,薄膜晶體管可以具有約100微米至約30000微米的通道寬度(W)和約2微米至約100微米的通道長(zhǎng)度(L)。在單元504處,可以將Pc納米晶體以不同重量比與聚(3-己基噻吩)(P3HT)(Sigma-Aldrich,Inc.)混合。在單元506處,可以分散該混合物。例如,該混合物可以通過超聲裝置分散在氯仿中。在單元508處,可以將復(fù)合材料溶液施加至薄膜晶體管。根據(jù)一個(gè)方面,復(fù)合材料溶液可以被旋涂在圖案硅/二氧化硅基材上。在單元510處,薄膜晶體管可以被干燥。例如,薄膜晶體管可以在烘箱中于80℃下和氮?dú)夥罩懈稍锢?5分鐘。參見圖6,示出了用于制造薄膜晶體管的示例性系統(tǒng)600的示意性系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)600可以包括可以制造薄膜晶體管的部件602。例如,部件602可以制造用重?fù)诫s硅基材作為柵極的薄膜晶體管,在該重?fù)诫s硅基材上可以熱生長(zhǎng)二氧化硅介質(zhì)層(如100nm)。部件602也可以確保可以例如通過圖像反轉(zhuǎn)光刻法然后標(biāo)準(zhǔn)剝離工藝來形成源極/漏極接觸圖案(如Ti/Au源極/漏極接觸圖案)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,薄膜晶體管可以具有約100微米至約30000微米的通道寬度(W)和約2微米至約100微米的通道長(zhǎng)度(L)。系統(tǒng)600還可以包括部件604,其將Pc納米晶體與P3HT以不同重量比混合并且分散該混合物。例如,部件604可以包括超聲裝置,其可以例如在氯仿中分散該混合物。系統(tǒng)600還可以包括涂布部件606,其可以將Pc/P3HT混合物施加至薄膜晶體管,使得Pc/P3HT混合物形成薄膜。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,涂布部件606可以包括可將Pc/P3HT混合物旋涂到薄膜晶體管上的裝置。系統(tǒng)600還可以包括干燥部件(如烘箱),其可以干燥薄膜晶體管(如在氮?dú)夥罩?。參見圖7,示出了用于制造光電池的方法700的示意性流程圖。在單元702處,可以蝕刻ITO玻璃基材。例如,ITO玻璃可以是商用ITO玻璃(如約150nm,3.8×3.8cm2),具有大約20Ω/sq的薄膜電阻??梢岳缤ㄟ^一步法蝕刻ITO玻璃,其中可以將由電鍍帶保護(hù)的ITO玻璃浸入酸蝕刻液中。例如,酸蝕刻混合物可以包括去離子(DI)水(如300毫升)、鹽酸(如225毫升)和硝酸(如75毫升)。根據(jù)一個(gè)方面,蝕刻方法可以包括在將由電鍍帶保護(hù)的ITO玻璃在室溫下浸入酸蝕刻液中15分鐘時(shí)進(jìn)行劇烈攪拌。在從酸蝕刻液中移除之后,可以淋洗ITO玻璃(如用DI水)。在蝕刻之后,可以將ITO玻璃圖案化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,圖案化的ITO玻璃可以具有四個(gè)相同的布置。在單元704處,ITO玻璃可以被聲處理。例如,ITO玻璃可以被浸泡在水基洗滌劑中并同時(shí)進(jìn)行聲處理(如在60℃下20分鐘),用DI水沖洗,在DI水中聲處理,并且在乙醇、甲苯和丙酮中聲處理(如分別在60℃下20分鐘三次循環(huán)),然后用D1水沖洗,并且干燥(如用氮噴槍)。在單元708處,ITO玻璃可以被加熱(如在烘箱中120℃下兩個(gè)小時(shí)),并且在單元708處,ITO玻璃可以被清洗(如在紫外線臭氧中30分鐘)。在單元710處,Pc/P3HT復(fù)合材料(如上述制造)可以與苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)混合。例如,Pc/P3HT溶液和PCBM可以分別溶解于氯仿中,并且通過超聲波浴混合在一起(如約5-10分鐘)。在單元710處,可以將Pc/P3HT/PCBM溶液施加至ITO基材。例如,可以將Pc/P3HT/PCBM溶液旋涂在ITO基材上。根據(jù)一個(gè)方面,可以通過旋轉(zhuǎn)速率、旋轉(zhuǎn)時(shí)間和/或溶液濃度來控制Pc/P3HT/PCBM的厚度。Pc/P3HT/PCBM的厚度可以通過表面輪廓曲線儀來測(cè)量。Pc/P3HT/PCBM薄膜可以被干燥(如在真空中80℃下2小時(shí))。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,可以通過溶劑擦去不需要的部分而使薄膜圖案化??梢詫⒕哂斜∧さ腎TO玻璃轉(zhuǎn)移至真空室以沉積陰極(如金屬陰極)。在制造之后,可以將光電池轉(zhuǎn)移至手套干燥箱(如不暴露于小于0.1ppm的空氣、水和氧)用于封裝。這可以避免被空氣和水氧化。參見圖8,示出了用于制造光電池的示例性系統(tǒng)800的系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)800可以包括ITO玻璃基材制造部件802。ITO玻璃制造部件802可以包括蝕刻部件804。蝕刻部件804可以包括酸蝕刻混合物。例如,酸蝕刻混合物可以包括去離子(DI)水(如300毫升)、鹽酸(如225毫升)和硝酸(如75毫升)。ITO玻璃制造部件802還可以包括聲處理部件806。ITO玻璃制造部件802還可以包括干燥部件808(如烘箱,其在120℃下加熱ITO玻璃2小時(shí))。ITO玻璃制造部件802還可以包括清洗部件810。例如,清洗部件可以包括可以將紫外線臭氧遞送至ITO玻璃的部件。系統(tǒng)800還可以包括可將Pc/P3HT復(fù)合材料(如上述制造)與PCBM混合的混合部件812。例如,混合部件可以包括超聲波浴。系統(tǒng)800還可以包括可以用Pc/P3HT/PCBM涂布ITO玻璃的涂布部件814。例如,涂布部件814可以包括可以用Pc/P3HT/PCBM旋涂ITO基材的部件。該系統(tǒng)可以包括真空室(未示出)和干燥部件(未示出)。上文所述內(nèi)容包括提供所公開主題的優(yōu)點(diǎn)的系統(tǒng)和方法的實(shí)例。當(dāng)然,為了描述所公開的主題,不可能描述部件或方法的每種可能的組合,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到,所公開主題的許多進(jìn)一步的組合和置換是可能的。此外,對(duì)于用于詳細(xì)說明、權(quán)利要求書、附錄和附圖中的術(shù)語(yǔ)“包括”、“具有”、“擁有”等等來說,這種術(shù)語(yǔ)與術(shù)語(yǔ)“包含”類似,是包括性的,如“包含”在權(quán)利要求書中用作過渡詞時(shí)的解釋。公開和描述于本申請(qǐng)中的實(shí)施方案意是說明性和解釋性的,而非限制性的。例如,所采用(或待采用)的方法和設(shè)備以及所使用(或待使用)的組合物和處理的所公開的實(shí)施方案的修改和變型是可能的;所有此類修改和變型旨在處于本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
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