中,該至少一種化合物被選擇為在室溫和大氣壓力下為氣態(tài)。在 進一步的實施方式中,該至少一種化合物一冷卻到低于室溫就形成液體或固體。
[0059] 在一些實施方式中,暴露于所述至少一種化合物的流束是通過定向流動。在某些 實施方式中,該至少一種化合物是CO2。
[0060] 在一些實施方式中,選擇不同于或除了CO2的化合物并如本文所述的方式使用。可 以基于特定污染物的溶劑性質(zhì)選擇所選的分子,或選擇所選的分子以產(chǎn)生含有選自氣相、 液相、固相和超臨界相的一個或更多個相的流束?;衔锏膶嵗梢园ò?,一氧化二氮, 各種烴如乙炔、丙烷、丁烷或其它烴類,各種氯化烴類如氯乙燒,各種氟化烴如氟乙燒,或它 們的混合物。示范性的化合物包括那些一冷卻到低于室溫就形成液體或固體的化合物。
[0061] 在一些實施方式中,有機有源層的面積為約0.Olcm2至約1000cm2,約0.Icm2至約 100cm2,約0? 5cm2至約50cm2,約Icm2至約IOcm2,以及約2. 56cm2至約6. 25cm2。在某些實 施方式中,有源面積范圍為約〇.Icm2至約6. 25cm2。
[0062] 在一些實施方式中,有機有源層具有至少約0. 25cm2,約0. 5cm2,約Icm2,約5cm2,約 6. 25cm2,約IOcm2,約 50cm2,約IOOcm2,或約IOOOcm2的大區(qū)域。
[0063] 在一些實施方式中,有機有源層具有的厚度范圍為約IOnm至約400nm,約15nm至 約 120nm,約 20nm至約lOOnm,和約 50nm至約 80nm。
[0064] 可以在兩個電極之間沉積另外的層,例如緩沖層和平滑層。在一些實施方式中,選 擇所沉積的層(例如緩沖層、平滑層和/或有源層)的厚度以提高產(chǎn)率。在一些實施方式 中,增加沉積的層(例如緩沖層、平滑層、和/或有源層)的厚度提高了產(chǎn)率。
[0065] 在一個實施方式中,如在室內(nèi)環(huán)境下,在裝載到腔室中之前進行雪清洗。在另一個 實施方式中,在沉積工具的裝載鎖中進行雪清洗,其中,所述裝載鎖是保持基板的腔室。在 一些實施方式中,腔室被泵向下,打開朝向腔室的閥,將基板傳送到腔室內(nèi)。這使得樣品可 以被裝載到沉積室內(nèi)而不會使腔室暴露于環(huán)境或大氣壓力的氣體。
[0066] 在又一個實施方式中,在沉積室中進行雪清洗。
[0067] 在一個實施方式中,本公開內(nèi)容涉及太陽能器件中的有源區(qū),包括一種或多種材 料,該材料包括多種共軛有機分子,諸如但不限于酞菁,官能團化方酸,官能團化聚并苯,低 聚噻吩,部花青染料,改性茈(例如DIP或DBP),導(dǎo)電聚合物,低帶隙聚合物等作為供體材 料,受體材料例如但不限于富勒烯,C6tl或C7(|,或改性聚并苯諸如NTCDA,PTCDA,PTCBI,PT⑶I 等。
[0068] 在一些實施方式中,有機有源層被沉積在基板例如一塊玻璃、金屬或聚合物上。對 于太陽能電池來說,例如所述基板可以是透明的,例如玻璃。在一些實施方式中,基板包括 電極。特別地,暴露于至少一種化合物流束的基板表面可以包括電極??蓱?yīng)用該電極以用 作與有機有源層的導(dǎo)電接觸。在一些實施方式中,導(dǎo)電電極層包括氧化物,諸如氧化銦/錫 氧化物(ITO)。
[0069] 在另一個實施方式中,通過在兩個金屬導(dǎo)體、典型地是具有高功函數(shù)的ITO層和 低功函數(shù)金屬如鋁,鎂或銀的層之間夾入有機層來制造OPV器件。
[0070] 在一些實施方式中,清洗基板表面并在基板上沉積層之前去除顆粒。
[0071] 在另一個實施方式中,增加沉積層的厚度可至少部分地減輕產(chǎn)率損失??梢酝ㄟ^ 使用緩沖層,例如聚(3,4_亞乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)、或厚的例如 250nm的聚合物本體異質(zhì)結(jié)有源層、或比正常(t= 103nm)更厚的有機層例如并五苯/C6tl/ BCP來增加厚度。在又一個實施方式中,可以在基板表面諸如ITO表面上沉積厚的MoO3層。
[0072] 在一些實施方式中,根據(jù)本公開的方法制造和清洗的太陽能電池電短路的發(fā)生降 低了。另外,在一些實施方式中,可以用子電極結(jié)構(gòu)來降低器件電阻。
[0073] 在一些實施方式中,除了雪清洗,可使用一個或多個基板清洗程序例如溶劑清洗 來制造OPV器件。發(fā)現(xiàn)雪清洗特別是CO2雪清洗比傳統(tǒng)的溶劑清洗在減少導(dǎo)致短路和器件 性能變化、尤其是大面積器件的短路和器件性能變化的缺陷密度方面更有效。 實施例
[0074] 現(xiàn)在將通過以下的非限制性實施例更加詳細地描述本公開內(nèi)容??梢岳斫獾氖潜?領(lǐng)域技術(shù)人員將預(yù)想與本文提供的公開內(nèi)容一致的其他實施方式。
[0075] 實施例1
[0076] 準(zhǔn)備未雪清洗的基板:面積A> 0. 64cm2的SubPc/C6(l器件由于顆粒引起的短路而 具有低產(chǎn)率。為了提高產(chǎn)率,在有源層沉積之前采用厚的緩沖層(PEDOT:PSS或MoO3)。該器 件的結(jié)構(gòu)是ITO/緩沖層(多個)/SubPc(13nm) /C6tl (40nm)/BCP(8nm) /Al。在ITO涂布的玻 璃基板上沉積材料,ITO厚度為?IOOnm和薄層電阻為20±5Q/sq。分別以0. 05、0. 1、0. 1、 和0. 05nm/s的速度依次熱蒸發(fā)MoO3、二氯硼酞菁染料(SubPc)、C6(I和浴銅靈(BCP),接著通 過陰影掩膜以〇.lnm/s沉積IOOnm厚的Al陰極。所有的沉積速率和厚度是使用石英晶體監(jiān) 控器測定的,由可變角度光譜橢圓偏光儀進行校準(zhǔn)。MoO3(Acros,99. 999% )和BCP(Lumtec, 99.5%)接收即可使用,SubPc(Lumtec,99%)和C6tl(MER,99. 9%)通過熱梯度升華在單個 周期內(nèi)被進一步純化。在一個實例中,紡絲涂覆PEDOT:PSS(H.G.Stark,CleviosPH500), 而在真空中熱蒸發(fā)M〇03。
[0077] 所制造的器件結(jié)構(gòu)如下:
[0078]器件A(控制):ITO/M〇03 (IOnm)/SubPc(13nm) /C6tl (40nm)/BCP(8nm)/Al;
[0079]器件B:IT0/PED0T:PSS(50nm) /MoO3 (5nm)/SubPc(13nm) /C60 (40nm)/BCP(8nm) / Al;
[0080]器件C:ITO/M〇03 (30nm)/SubPc(13nm) /C6。(40nm)/BCP(8nm) /Al。
[0081] 如表I和圖6所示,淀積層厚度的增加會降低器件性能。對于小面積器件 (0.00785cm2),控制結(jié)構(gòu)的功率轉(zhuǎn)換效率(器件A:Mo03(10nm))為nP= 2.69±0.03%, 對于具有PEDOT:PSS平滑層的器件(器件B:PED0T:PSS(50nm)/Mo03(5nm))降低 到2. 47±0. 08 %,對于具有相對厚的MoOJf的器件(器件C:M〇0 3(30nm))降低到 2.32±0. 02%。相比于A器件,器件B和C效率的降低主要來自于減小的填充系數(shù)??梢?預(yù)見的是,人們會想既進行雪清洗又使用更厚的緩沖層以盡可能將短路最小化。
[0082]根據(jù)Giebink理論,如在C.Giebink,G.P.Wiederrecht,M.R.Wasielewski和 S.R.Forrest,Phys.Rev.B82,155305(2010)中所述的,擬合暗J-V特性,我們發(fā)現(xiàn),器件C 的串聯(lián)電阻為RsA= 5. 4±0.IQ?cm2,而器件A的RsA= 0. 77 ±0. 02Q?cm2。RsA的增加 是由于MoO3層厚度的增加,這又導(dǎo)致了FF和由此的np的降低。此外,器件B具有更大的 暗飽和電流密度和更小的理想因子,這也導(dǎo)致了FF的降低。
[0083] 表1代表性SubPc/C6Q器件的性能。
[0084]
【主權(quán)項】
1. 多層太陽能器件,其包括: 基板;以及 有源區(qū),所述有源區(qū)包括:在所述基板表面上沉積的至少一種供體材料和至少一種受 體材料,其中所述供體材料和受體材料包括有機分子,并且其中在所述供體材料和受體材 料沉積之前從所述基板表面上除去