CN103227286A - 硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池及其制备方法,包括有氧化物透明导电衬底、阳极界面层、有机光敏活性层和金属电极,所述的阳极界面层是利用磁控溅射系统,通过改变沉积薄膜时的氩氧气氛比,将MoS2靶在氧化物透明导电衬底上沉积出含硫掺杂的MoO3薄膜。本发明的有益效果在于:不存在对ITO的腐蚀性问题,热稳定性好。相对于传统制备MoO3薄膜,用本发明制备的含硫掺杂的MoO3薄膜,减小MoO3薄膜的缺陷,尤其是表面缺陷。有利于改善阳极界面层与光敏活性层之间的界面,让空穴顺利通过阳极界面层及相关界面,达到提高电池的性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池及其制备方法,既属于薄膜材料与器件领域,也属于新能源材料领域。
背景技术
聚合物有机太阳能电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置,是解决能源、环境问题的非常重要手段之一,以制备简单、成本低廉、重量轻、可柔性化等优势吸引了众多研究者的关注。
现阶段,如何提高有机太阳能电池光电转换效率和稳定性是本领域研究的首要问题。虽然光敏活性层材料的合成是目前聚合物有机太阳能电池研究发展的热点方向之一,但是电池中诸多界面(如:电子的施体和受体之间界面、电子的施体与电极之间界面和电子受体与电极之间界面)直接影响电池的转换效率和稳定性。这需要对这些界面进行控制,以达到提高有机太阳能电池的效率与稳定性的目的。空穴的迁移率比电子的迁移率低,因此有机太阳能电池制备中,利用恰当的材料与制备工艺在阳极与光敏层之间插入阳极界面层(又称空穴传输层)对提高空穴的迁移率相当重要。这样能以消除在光敏层与阳极之间寄生的陷阱,让阳极与光敏层之间形成欧姆接触。同时,调整光敏层与阳极之间的势垒让空穴向对它有利的方向流动,并中止光敏层与阳极之间的化学反应与扩散经不懈地努力,各种透明导电的界面功能材料得到广泛研究,并成功地应用于聚合物太阳能电池的阳极界面层。
在聚合物有机太阳能电池的阳极界面层之中,PEDOT:PSS是最常见的。由于它是酸性的水溶液(PH≈1),对ITO电极有腐蚀作用,影响电池的使用寿命。另外,德国Bayer公司申请许多专利对PEDOT:PSS进行保护,尤其是在单体乙撑二氧噻吩(PEDOT)的合成这方面。因此,国内外所使用的PEDOT主要从德国Bayer公司直接购买的。由于PEDOT:PSS存在这些局限性,必须尽快找到一种新的替代品。由于无机氧化物机械性能、电性能较好、成本较低、在可见光部分透明、有良好的热稳定性和载流子迁移能力、在纳米到微米尺寸范围内较容易控制等优点,科研工作者逐渐把研究兴趣转移到宽禁带、高功函数和迁移率的p型金属氧化物上。目前已经将NiO、MoO3、V2O5和WO3替代有机物PEDOT:PSS作为电池的阳极界面层。其中,以MoO3作为阳极界面层的P3HT:PCBM体系电池效率高达3.55%(Zhao,DW et al,An inverted organic solar cell with an ultrathin Caelectron-transporting layer andMoO3hole-transporting layer,Appl.Phys.Lett.2009,95:153304)。
无机氧化物薄膜是一个多价态的复合体,存在的缺陷,尤其是表面缺陷会对水、氧等有很强的吸附性质,将之用于电池的阳极界面层时对电池稳定不利。为此,很多课题组试图从各个方面来提高空穴在无机氧化物阳极界面层中迁移率。G.Fang研究小组在制备阳极界面层CrOx薄膜时掺入适量的氮原子,不但有效抑制在CrOx薄膜表面发生的水解反应,而且改善CrOx薄膜与光敏层P3HT:PCBM之间的界面,提高电池的稳定性(P.Qin,G.Fang,et al,Nitrogen doped amorphous chromium oxide:stability improvement and application for thehole-transporting layer of organic solar cells,Sol.Energ.Mater.Sol.C.,95(2011)1005-1010);有的学者在制备阳极界面层时,以牺牲达到光敏层的光子数目为代价在其中加入一层Ag导电薄膜,将整个阳极界面层做成一个三明治结构(H.Jin,C.Tao et al,Efficient,Large AreaITO-and-PEDOT-free Organic Solar Cell Sub-modules,Adv.Mater.24(2012)2572-2577.),虽然可以减小体缺陷,但是不能减小阳极与聚合物之间的势垒。而S.Shao课题组则将MoO3和PEDOT:PSS进行混合,试图利用双方的优点达到提高电池的效率和稳定性的目的(S.Shao,J.Liu,et al,In Situ Formation of MoO3in PEDOT:PSS Matrix:A Facile Way to Produce a Smoothand Less Hygroscopic Hole Transport Layer for Highly Stable Polymer Bulk Heterojunction SolarCells,Adv.Energy Mater.(2012)1-7)。由于PEDOT:PSS的存在,会带来器件性能的不稳定。D.S.Ghosh和G.Fang则利用Plasma(T.L.Chen,R.Betancur et al,Efficient polymer solar cellemploying an oxidized Ni capped Al:ZnO anode without the need of additional hole-transportinglayer,App.Phy.Let.100(2012)013310.)和UV-ozone(F.Cheng,G.Fang et al,Enhancing theperformance of P3HT:ICBA based polymer solar cells using LiF as electron collecting buffer layerand UV–ozone treated MoO3as hole collecting buffer layer,Sol.Energy Mate.Sol.C.110(2013)63-68)的方式对氧化物表面进行处理,除附在其表面的污染物,改善阳极界面层表面的缺陷,让无机氧化物阳极界层与光敏层进行充分接触,随着时间的推移,无法保让Plasma和UV-ozone作用效果延续下去,对电池性能的稳定不利,也不是从根本上来解决问题。
掺杂不但可以有效地减少缺陷,而且也可以调整其能级,减小阳极与聚合物之间的势垒,提高空穴迁移的能力。PEDOT与作为平衡它主链上电荷的PSS都含有硫的聚团,与光敏层直接接触时,不可避免地表现出与光敏层噻吩环中的硫的聚团表现出亲和性(H.Kim,S.Nam et al,Influence of controlled acidity of hole-collecting buffer layers on the performance andlifetime of polymer:fullerene solar cells,J.Phys.Chem.C,115(2011)13502-13510)。利用这一思路,如果对无机氧化物阳极界面层进行适当硫掺杂或对阳极界面的层相关界面进行适当硫修饰,让其在薄膜中或表面形成Mo-S键,减小薄膜的电阻率。与此同时,也能减少多价态的氧化物复合体缺陷,对其能级进行调整,达到实现与聚合物(阳极)能级匹配的目的,减小界面间的接触电阻。
目前对有机太阳电池的阳极界面层MoO3薄膜进行硫掺杂没有相关的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池及其制备方法,利用磁控溅射系统,通过改变沉积薄膜时的氩氧气氛比,将MoS2靶在透明导电衬底上沉积出含硫掺杂的MoO3薄膜,以减小MoO3薄膜的缺陷,尤其是表面缺陷,并将其作为有机太阳能电池的阳极界面层,达到改善阳极界面层与光敏活性层之间的界面、提高电池性能的目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池,包括有氧化物透明导电衬底、阳极界面层、有机光敏活性层和金属电极,所述的阳极界面层是利用磁控溅射系统,通过改变沉积薄膜时的氩氧气氛比,将MoS2靶在氧化物透明导电衬底上沉积出含硫掺杂的MoO3薄膜。
按上述方案,所述的沉积含硫掺杂的MoO3薄膜的条件为:
(1)本底真空度1×10-4~3×10-3Pa;
(2)溅射工作气压0.5~3.0Pa;
(3)溅射功率是40~140W;
(4)溅射时衬底温度是30~400℃;
(5)溅射气氛总流量为10sccm,溅射时O2/(Ar+O2)流量比是0-50%;
(6)溅射时间为0.1~16分钟。
按上述方案,所述氧化物透明导电衬底为镀有ITO或FTO或AZO或ITAZO导电膜的玻璃,或镀有ITO的柔性透明塑料。
按上述方案,所述有机光敏活性层为P3HT:PCBM。
按上述方案,金属电极为Al电极、Ca/Al电极或Ag电极。
硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池的制备方法,其特征在于包括有以下步骤:
(1)采用磁控溅射方法,利用MoS2靶在氧化物透明导电衬底上沉积含硫掺杂的MoO3薄膜;
(2)在空气中或在惰性气体保护下,在含硫掺杂的MoO3薄膜上甩上有机光敏活性层;
(3)在有机光敏活性层表面蒸发金属电极,通过惰性气体保护,在120-150℃下烘烤退火5-10min,即得。
按上述方案,步骤(1)所述的沉积含硫掺杂的MoO3薄膜的制备条件为:
(1)本底真空度1×10-4~3×10-3Pa;
(2)溅射工作气压0.5~3.0Pa;
(3)溅射功率是40~140W;
(4)溅射时衬底温度是30~400℃;
(5)溅射气氛总流量为10sccm,溅射O2/(Ar+O2)流量比是0-50%;
(6)溅射时间为0.1~16分钟。
本发明的有益效果在于:本发明所制备的阳极界面层,工艺与方法简单,相对于传统的阳极界面层(如PEDOT:PSS),不存在对ITO的腐蚀性问题,热稳定性好。相对于传统制备MoO3薄膜,用本发明制备的含硫掺杂的MoO3薄膜,减小MoO3薄膜的缺陷,尤其是表面缺陷。有利于改善阳极界面层与光敏活性层之间的界面,让空穴顺利通过阳极界面层及相关界面,达到提高电池的性能的目的。
附图说明
图1为本发明的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池的结构示意图;
图2为本发明实施例2-4的有机太阳能电池的J-V曲线;
图3为实施例1和实施例2硫掺杂MoO3薄膜Mo3d的XPS图,制备时工作气氛氧氩比为(a)O2/(Ar+O2)=0%和(b)O2/(Ar+O2)=50%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明,但是此说明不会构成对本发明的限制。
本发明以磁控溅射方法沉积含硫掺杂的MoO3薄膜为阳极界面层的有机光伏电池可采用下述步骤制备:
1靶材的制备
将纯度为99.9%MoS2制备成厚度为5毫米圆靶材即MoS2靶。
2衬底处理
试验中采用的基片是导电玻璃片(ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、AZO导电玻璃、ITAZO导电玻璃、镀有ITO的柔性透明塑料(涤纶树脂),为市售产品或公知技术)(参考文献:1.GuojiaFang,Dejie Li,et al.,Fabrication and characterization of ZAO thin films prepared by DCmagnetron sputtering with a highly conductive ceramic target,J.Crystal Growth,2003,247(3-4):393-400;2.Nanhai Sun,Guojia Fang,Qiao Zheng,MingjunWang,Nishuang Liu,Wei Liuand Xingzhong Zhao,Transparent conducting ITAZO anode films grown by a composite target RFmagnetron sputtering at room temperature for organic solar cells,Semiconductor Science&Technology,24(2009)085025),在试验前应首先对基片进行清洗。首先将导电玻璃片切成合适的形状大小,用清洁剂将其清洗干净,然后自来水冲洗,去离子水冲洗,接着将其放在超声波清洗器中依次用去离子水、乙醇、丙酮各超声清洗20分钟,最后用去离子水冲洗,用干燥的高纯氮气吹干并烘干即可得到表面洁净的衬底。将导电塑料切成合适的形状大小,用清洁剂清洗,然后去离子水冲洗,乙醇清洗,用干燥的高纯氮气吹干待用。
3含硫掺杂的MoO3薄膜沉积工艺过程
(1)将MoS2靶和洁净的导电玻璃衬底放入沉积室中的相应位置,调整样品架位置,使之与靶面对准,并保持适当的距离。
(2)将真空系统抽真空。首先开冷却水。开启机械泵抽低真空,当系统真空度低于10Pa以后,开分子泵抽高真空,直至系统真空度优于3×10-3Pa。
(3)向沉积室内通入适量的高纯氩气,使氩气气压达到所需的沉积气压。
(4)采用通用的射频平面磁控溅射工艺。高纯Ar与O2气分别作为溅射与反应气体,整个过程中氧含量在0--50%变化。溅射时衬度温度在30--400℃变化,溅射气压在0.5--3.0Pa变化,溅射功率在40--140W变化,通过沉积时间控制薄膜厚度。溅射时间为0.1~16分钟。
(5)薄膜沉积完成后,关机取出样品。
4太阳能电池制备
(1)有机光敏层配方:用电子天平称P3HT(Rieke Metals)20.0毫克,PCBM(Nano C)20.0毫克,混合后,将其溶解在1.0毫升的氯苯中,然后放在有温度控制的磁力搅拌器上,在30~50℃搅拌48小时,待用。
(2)在惰性气体保护的气箱中,在制备好的MoO3薄膜上甩一层P3HT:PCBM。
(3)电极的制备:在P3HT:PCBM(由聚3-已基噻吩和C60衍生物组成的混合溶液作为光敏层)表面分别蒸发金属铝,通过惰性气体保护,在120-150℃下烘烤退火5-10min。
5材料及器件性能测试
为了评价硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池的光伏特性,利用Keithley2400测试仪对它进行J-V曲线的测试。
下面结合实施例对本发明进一步描述,该描述只是为了更好的说明本发明而不是对其进行限制。本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善,都落入本发明的保护范围。
实施例1:
(1)清洗镀有FTO(掺杂氟的SnO2)导电膜2的玻璃1:先将导电玻璃片放入盛有清洁剂(如立白牌液体洗涤剂)的溶液中浸泡10分钟,然后反复擦洗后清水冲干净;接着用抛光粉进行抛光处理;然后分别放入装有去离子水、丙酮和酒精的器皿中分别超声20分钟;最后放进去离子水冲洗两遍后,用氮气枪吹干并放入烘箱中80℃烘干以消除应力;
(2)在FTO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空(本底真空即进行溅射沉积薄膜时,回填工作气体前真空室的真空度):1×10-4Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射时O2/(Ar+O2)=0%,衬底温度:400℃,溅射工作气压:1.0Pa,溅射功率在40W,溅射时间0.1min。在此制备条件下溅射时间2min所制备的硫掺杂的MoO3薄膜3Mo3d的XPS图如图3(a)所示;
(3)有机光敏活性层4配方:用电子天平称P3HT20.0毫克,PCBM20.0毫克。混合后,将其溶解在1.0毫升的氯苯中,然后放在有温度控制的磁力搅拌器上,40℃搅拌48小时;
(4)在惰性气体保护的气箱中,在步骤(2)制备的硫掺杂的MoO3薄膜上甩一层150nm厚的P3HT:PCBM;
(5)电极5的制备:在P3HT:PCBM表面分别蒸发150nm厚的金属铝。通过惰性气体保护,在150℃下烘烤退火5min。得到如图1所示结构的有机光伏电池。
(6)电池性能说明:开路电压为:0.539V;电池的短路电流为:7.05mA/cm2,填充因子为:37.6%,能量转换效率为:1.43%。
实施例2:
(1)清洗镀有FTO导电膜的玻璃:同实施例1。
(2)在FTO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:2×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射时O2/(Ar+O2)=50%,衬底温度:300℃,溅射工作气压:1.0Pa,溅射功率在100W,溅射时间2min。在此制备条件下所制备的硫掺杂MoO3薄膜Mo3d的XPS图如附图3(b)所示;
(3)有机光敏层配方:同实施例1。
(4)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(5)电极的制备:同实施例1。
(6)电池性能说明:开路电压为:0.609V,电池的短路电流为:9.58mA/cm2,填充因子为:51.9%,能量转换效率为:3.05%,如图2所示。
实施例3:
(1)清洗镀有FTO导电膜的玻璃:同实施例1。
(2)在FTO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:3×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射时O2/(Ar+O2)=5%,衬底温度:30℃,溅射工作气压:1.0Pa,溅射功率在40W,溅射时间2min。
(3)有机光敏层配方:同实施例1。
(4)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(5)电极的制备:同实施例1。
(6)电池性能参数说明:电开路电压为:0.630V,池的短路电流为:8.93mA/cm2,填充因子为:58.3%,能量转换效率为:3.28%,如图2所示。
实施例4:
(1)清洗镀有ITO导电膜的玻璃:同实施例1。
(2)在ITO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:3×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射时O2/(Ar+O2)=20%,衬底温度:150℃,溅射工作气压:1.0Pa,溅射功率在140W,溅射时间0.5min。
(3)有机光敏层配方:同实施例1。
(4)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(5)电极的制备:在P3HT:PCBM表面分别蒸发20nm厚的钙和150nm厚的金属铝。通过惰性气体保护,在150℃下烘烤退火10min。
(6)电池性能说明:开路电压Voc为0.620V,短路电流密度Jsc为9.59mA/cm2,填充因子FF为59.0%,光电转换效率为3.51%,如图2所示。
实施例5:
(1)清洗镀有ITO导电膜的玻璃:同实施例1。
(2)在ITO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:3×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射O2/(Ar+O2)=40%,衬底温度:300℃,溅射工作气压:3.0Pa,溅射功率在40W,溅射时间16.0min。
(3)有机光敏层配方:同实施例1。
(4)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(5)电极的制备:在P3HT:PCBM表面分别蒸发20nm厚的钙和150nm厚的金属铝。通过惰性气体保护,在150℃下烘烤退火10min。
(6)电池性能说明:开路电压Voc为0.630V,短路电流密度Jsc为9.14mA/cm2,填充因子FF为59.2%,光电转换效率为3.41%。
实施例6:
(1)清洗玻璃:同实施例1。
(2)制备ITAZO(铟锡铝锌复合氧化物)透明导电膜:将所要使用的In/Sn靶和玻璃基片装入磁控溅射设备中,并在In/Sn靶上放置三个AZO(ZnO掺Al)小陶瓷,小陶瓷在In/Sn靶上形成等边三角形,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:1×10-3Pa;衬底温度:27℃;O2/(Ar+O2):7%;溅射功率:100W;溅射时间:8min;溅射气压:1.0Pa,得到镀有ITAZO导电膜的玻璃。
(3)在ITAZO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:3×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射O2/(Ar+O2)=40%,衬底温度:150℃,溅射工作气压:0.5Pa,溅射功率在40W,溅射时间2.0min。
(4)有机光敏层配方:同实施例1。
(5)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(6)电极的制备:同实施例1。
(7)电池性能说明:开路电压Voc为0.630V,短路电流密度Jsc为9.20mA/cm2,填充因子FF为57.0%,光电转换效率为2.75%。
实施例7
(1)清洗玻璃:同实施例1。
(2)制备AZO(掺铝氧化锌)透明导电膜:将所要使用的AZO靶和玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:1×10-3Pa;衬底温度:350℃;Ar气流量10sccm;溅射功率:100W;溅射时间:20min;溅射气压:1.0Pa,得到镀有AZO导电膜的玻璃。
(3)在AZO玻璃衬底上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和导电玻璃基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:3×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射O2/(Ar+O2)=10%,衬底温度:300℃,溅射工作气压:1.0Pa,溅射功率在40W,溅射时间2.0min。
(4)有机光敏层配方:同实施例1。
(5)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(6)电极的制备:在P3HT:PCBM表面分别蒸发150nm厚的金属银。通过惰性气体保护,在150℃下烘烤退火7min。
(7)电池性能说明:开路电压Voc为0.642V,短路电流密度Jsc为9.22mA/cm2,填充因子FF为48.9%,光电转换效率为2.89%。
实施例8
(1)在柔性透明导电衬底(ITO/PET(涤纶树脂))上进行MoO3薄膜的制备:将MoS2靶和基片装入磁控溅射设备中,用射频电源进行溅射。工作条件为:本底真空:3×10-3Pa,溅射气氛总流量为10sccm,溅射O2/(Ar+O2)=10%,衬底温度:300℃,溅射工作气压:1.0Pa,溅射功率在40W,溅射时间2.0min。
(2)有机光敏层配方:同实施例1。
(3)在MoO3上甩有机膜:同实施例1。
(4)电极的制备:在P3HT:PCBM表面分别蒸发约150nm厚的金属铝,通过惰性气体保护,在150℃下烘烤退火6min。
(5)电池性能说明:开路电压Voc为0.648V,短路电流密度Jsc为9.65mA/cm2,填充因子FF为53.3%,光电转换效率为3.33%。
Claims (7)
1.硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池,包括有氧化物透明导电衬底、阳极界面层、有机光敏活性层和金属电极,所述的阳极界面层是利用磁控溅射系统,通过改变沉积薄膜时的氩氧气氛比,将MoS2靶在氧化物透明导电衬底上沉积出含硫掺杂的MoO3薄膜。
2.根据权利要求1所述的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池,其特征是:
所述的沉积含硫掺杂的MoO3薄膜的制备条件为:
(1)本底真空度1×10-4~3×10-3Pa;
(2)溅射工作气压0.5~3.0Pa;
(3)溅射功率是40~140W;
(4)溅射时衬底温度是30~400℃;
(5)溅射气氛总流量为10sccm,溅射时O2/(Ar+O2)流量比是0-50%;
(6)溅射时间为0.1~16分钟。
3.根据权利要求1或2所述的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池,其特征是:所述氧化物透明导电衬底为镀有ITO或FTO或AZO或ITAZO导电膜的玻璃,或镀有ITO的柔性透明塑料。
4.根据权利要求1或2所述的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池,其特征是:所述有机光敏活性层为P3HT:PCBM。
5.根据权利要求1或2所述的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池,其特征是:金属电极为Al电极、Ca/Al电极或Ag电极。
6.权利要求1~5任一项所述的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池的制备方法,其特征在于包括有以下步骤:
(1)采用磁控溅射方法,利用MoS2靶在氧化物透明导电衬底上沉积含硫掺杂的MoO3薄膜;
(2)在空气中或在惰性气体保护下,在含硫掺杂的MoO3薄膜上甩上有机光敏活性层;
(3)在有机光敏活性层表面蒸发金属电极,通过惰性气体保护,在120-150℃下烘烤退火5-10min,即得。
7.根据权利要求6所述的硫掺杂的MoO3薄膜作为阳极界面层的有机光伏电池的制备方法,
其特征是:步骤(1)所述的沉积含硫掺杂的MoO3薄膜的制备条件为:
(1)本底真空度1×10-4~3×10-3Pa;
(2)溅射工作气压0.5~3.0Pa;
(3)溅射功率是40~140W;
(4)溅射时衬底温度是30~400℃;
(5)溅射气氛总流量为10sccm,溅射O2/(Ar+O2)流量比是0-50%;
(6)溅射时间为0.1~16分钟。
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