光电薄膜的制备及其光电性质的研究(8)
时间:2017-02-16 17:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（2）给体材料和受体材料按不同比质量比例配成溶液 P3HT和PCBM选择氯苯作为共溶剂，P3HT和PCBM共混物按2%的质量比溶于氯苯配成溶液，共混物中P3HT含量与PCBM含量的质量比分别为20：80, 30：70, 40：60, 50：50, 60：40，70：30，80：20；MDMO-PPV和PCBM将氯苯作为共溶剂，MDMO-PPV和PCBM共混物按2%的质量比溶于氯苯配成溶液，其中MDMO-PPV和PCBM的质量比为20：80, 30：70, 40：60，50：50，60：40，70：30，80：20。 （3）为了研究缓冲层对器件性能的影响，配备了缓冲层溶液 TFB溶于甲苯（质量比1%）, F8BT溶于氯仿（质量比1%），分别配成阳极缓冲层和阴极缓冲层溶液。 根据经验，配备溶液过程掌握以下原则: 1）先溶好，再混合； 2）溶解度不高，超声振荡后，彻底溶解； 3）分子量大，所有溶好后再超声振荡一次； 4）可采用混合溶剂； 5）注意环境与容器的干净。 2.3.2、ITO处理 由于锢锡氧化物（ITO）具有优良的透光性和导电能力，在光电器件中得到了广泛的应用。ITO的导带主要由In和Sn的5s轨道组成，价带是氧的2p轨道占主导地位，氧空位及Sn取代掺杂原子构成施主能级并影响导带中的载流子浓度。ITO由于积淀过程中在薄膜中产生氧空位和Sn掺杂取代而形成高度简并的N型半导体，费米能级位于导带底之上，因而具有很高的载流子浓度及低电阻率。此外，ITO的带隙较宽，因而ITO薄膜对可见光和近红外光具有很高的透过率。 本论文制备太阳能电池选用的ITO透明导电玻璃片从公司购买，分别为蚀刻好的和没有进行蚀刻的。ITO导电玻璃基片的技术参数为：方块电阻约为2052/口;透明度大于85%;粗糙度在5 nm范围。如果想获得复杂图形的有机太阳能电池，必须进行光蚀刻。 我们ITO导电玻璃基片光蚀刻工序为： （1） ITO导电玻璃片用清浸泡30分钟，超声清洗5分钟，异丙醇完全浸泡，超声清洗2次，每次5分钟； （2） ITO导电玻璃片用氧气Plasma处理5分钟； （3）将光刻胶覆盖ITO片表面，旋转匀胶； （4）烘干箱内80℃烘干； （5）在紫外灯下曝光5分钟； （6）用专用显影液显影并烘干； （7）将盐酸、硝酸、去离子水按一定比例混合后刷洗ITO片； （8）专用去胶剂去胶后用去离子水超声清洗，异丙醇超声清后烘干。 ITO导电玻璃片的ITO层是无色透明的，通过标记来辨别ITO层所在面。可以用经验方法分辨正反面，也可以用力一用表的电阻档确定。 虽然表面处理不能改变ITO膜内部的电学、光学性能，但对ITO膜表面的电学性能和表面形态却能得到改进，从而提高器件的性能。由于基片的清洁度、平整度以及有机膜层的浸润度对材料的成膜质量影响很大，即如果表面不清洁，不仅会增大器件的驱动电压和降低器件的发光效率，而且会使器件的稳定性和寿命都大大下降，从而影响器件的总体性能，因此ITO导电玻璃的清洗是非常重要的一道工序。 将标记号码的ITO片放在洗片架上，按下列步骤进行表面清洗。 （1）将导电玻璃用清洗液超声清洗10分钟，用去离子水煮沸两次，用热去离子水超声振荡3次，每次5分钟。洗去ITO片上的无机及有机残余物。 （2）丙酮浸泡，超声振荡清洗3次，每次5分钟。 （3）氯仿超声振荡清洗3次，每次5分钟。 （4）异丙醇超声振荡清洗1次后真空烘干待用。超声振荡清洗时间为5分钟。 2.3.3旋涂成膜 对于有机小分子材料或者是金属络合物材料，可以采用真空热蒸发的方法来成膜，并且可通过控制材料沉积速度和沉积时间来达到所需要的膜层厚度。但是对于有机聚合物的材料，由于聚合物的分子量较大并且内聚能大，无法升华成气体，因此不能像小分子那样，用真空蒸镀法成膜，就必须采用新型的成膜方法才有利于科学研究，例如可以采用旋涂、浸涂、LB膜、浇铸、自组装、溶胶-凝胶法等技术制成大面积薄膜，这是无机或有机小分子所无法实现的，其中最常用的是旋涂法制备薄膜。旋涂法就是将聚合物材料溶于有机溶剂中，根据所要求的膜层厚度配成相应的浓度，并且控制旋涂的速度，使材料能均匀地覆盖在ITO玻璃表面。需要旋涂的还包括PEDOT：PSS缓冲层。为了研究缓冲夹层对器件性能的影响，也需要旋涂阴极缓冲层和阳极缓冲层。 (责任编辑：qin) |