真空蒸發(fā)法制備酞菁銅薄膜及其太陽能電池的初步研究.pdf

1、有機(jī)薄膜太陽電池一般以有機(jī)小分子或聚合物薄膜作為吸收層，因其材料來源廣泛、成本低廉、適合大面積生產(chǎn)等優(yōu)勢，受到許多國家及研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。有機(jī)太陽電池很有希望成為傳統(tǒng)硅太陽電池的替代品。 由于酞菁銅(CuPc)是一種重要的有機(jī)光電半導(dǎo)體材料，因此本文選擇它作為有機(jī)太陽電池的吸收層材料。為了研究薄膜對有機(jī)太陽電池的影響，本論文對真空蒸發(fā)法制備的CuPc薄膜進(jìn)行X射線衍射(XRD)、AFM、Raman光譜、紫外-可見光譜，I-V測試等

2、一系列表征，研究其晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能和電學(xué)性能。制備了ITO/CuPc/Al有機(jī)太陽能電池，改變其有機(jī)層厚度，襯底溫度，研究器件性能。同時，采用BCP、Alq3和LiF作為緩沖層，研究其對該器件性能的影響。研究工作主要獲得了以下結(jié)果： 1.本次實(shí)驗(yàn)采用真空蒸發(fā)的方法制備CuPc薄膜。其X射線衍射最高峰位于2θ=6.8°處，對應(yīng)(200)晶面，從XRD圖的結(jié)果表明，隨著襯底溫度的升高，CuPc的定向生長變好。AFM、拉曼光譜與XR

3、D有相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就是隨著襯底溫度的升高，膜層均勻性越好，結(jié)晶度越好。 2.在紫外可見光譜中，增加薄膜的厚度將使光譜的吸收增加，從薄膜的光敏性測試中，襯底為373K時CuPc薄膜的光敏性最好，光暗電導(dǎo)比達(dá)到3.1。 3.改變有機(jī)層CuPc薄膜的厚度從30nm到130nm，隨著薄膜厚度的增加，薄膜吸收增強(qiáng)，短路電流和開路電壓都逐漸增加。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)厚度達(dá)到110nm時，短路電流從0.026mA/cm2增加到0.072