CN111769166B - 一种电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电极及其制备方法，电极从下到上依次设置有基板、SiO2膜、第一铟锡氧化物层和第二铟锡氧化物层，其中第二铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比为50％或50％以上。电极制备方法包括，在基板上沉积一层SiO2膜；制备第一铟锡氧化物层；准备铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例控制在50％或50％以上，将雾化后的络合物分解为氧化铟和氧化锡，扩散并沉积到第一铟锡氧化物层上，形成第二铟锡氧化物层。本发明中可以通过对第二铟锡氧化物层中Sn和In的组成比变化实现高功率函数和低电阻之间的平衡；而且可以通过将富含Sn的ITO膜即第二铟锡氧化物层和普通ITO膜即第一铟锡氧化物层结合使得电极的表面功函数很高，可以达到5.7eV，注入空穴能力强。
Description
技术领域
本发明涉及电极制备技术领域，特别是涉及一种电极及其制备方法。
背景技术
有机太阳能电池是20世纪90年代发展起来的新型太阳能电池，它是以有机半导体作为实现光电转换的活性材料。与无机太阳能电池相比，它具有成本低、厚度薄、质量轻、制造工艺简单以及可以做成大面积柔性器件等优点。具有广阔的发展和应用前景，已成为当今新材料和新能源领域最富活力和生机的研究前沿之一。
而目前在制备有机光伏电池时，ITO(氧化铟锡)常被作为导电阳极使用，向电致发光材料中注入空穴。但ITO自身的缺点明显，ITO的表面功函数约为4.6-5.1eV，较低的功函数导致其向电致发光材料注入空穴的能力较差。因此，目前亟需一种注入空穴能力强的高功函数电极。
发明内容
本发明的目的是提供一种电极及其制备方法，电极功函数高，注入空穴能力强。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电极，所述电极从下到上依次设置有：基板、SiO2膜、第一铟锡氧化物层和第二铟锡氧化物层；其中所述第二铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比为50％或50％以上。
可选的，所述第一铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比为5％-10％。
可选的，所述基板为碱石灰玻璃。
一种电极制备方法，包括：
在基板上沉积一层SiO2膜；
准备第一铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例分别控制在5％-10％；将所述第一铟锡有机络合物溶液进行雾化；将雾化后的第一络合物分解为氧化铟和氧化锡；再将所述第一络合物分解的氧化铟和氧化锡扩散并沉积到所述SiO2膜上，形成第一铟锡氧化物层；
准备第二铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例控制在50％或50％以上；将所述第二铟锡有机络合物溶液进行雾化；将雾化后的第二络合物分解为氧化铟和氧化锡；再将所述第二络合物分解的氧化铟和氧化锡扩散并沉积到所述第一铟锡氧化物层上，形成第二铟锡氧化物层。
可选的，所述第二铟锡氧化物层的厚度为10m-30nm。
可选的，所述第一铟锡氧化物层的厚度为100nm-150nm。
可选的，所述在基板上沉积一层SiO2膜，具体为：在基板上使用化学气相沉积法、物理气相沉积法或溶胶凝胶法沉积一层SiO2膜。
可选的，所述将所述第一铟锡有机络合物溶液进行雾化，具体为：利用原液雾化装置将所述第一铟锡有机络合物溶液进行雾化。
可选的，所述第一铟锡有机络合物溶液和所述第二铟锡有机络合物溶液中的有机溶剂为乙醇、乙二醇或异丙醇。
可选的，所述基板为碱石灰玻璃。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种电极及其制备方法，电极从下到上依次设置有基板、SiO2膜、第一铟锡氧化物层和第二铟锡氧化物层，其中第二铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比为50％或50％以上。电极制备方法包括，在基板上沉积一层SiO2膜；制备第一铟锡氧化物层；准备第二铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例控制在50％或50％以上；将第二铟锡有机络合物溶液进行雾化；将雾化后的第二络合物分解为氧化铟和氧化锡，进行扩散并沉积到第一铟锡氧化物层上，形成第二铟锡氧化物层。本发明中可以通过对富含Sn的ITO膜即第二铟锡氧化物层中Sn和In的组成比变化实现高功率函数和低电阻之间的平衡；而且可以通过将富含Sn的ITO膜和普通ITO膜即第一铟锡氧化物层结合使得电极的表面功函数很高，可以达到5.7eV，注入空穴能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电极结构图；
图2为本发明实施例提供的有机络合物溶液雾化过程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电极及其制备方法，电极功函数高，注入空穴能力强。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1为本发明实施例提供的电极结构图。如图1所示，本发明中的电极从下到上依次设置有基板、SiO2膜、第一铟锡氧化物层和第二铟锡氧化物层。
在本实施例中，基板为碱石灰玻璃。SiO2膜在电极中是碱性离子阻隔层，可以阻止碱石灰玻璃中的碱性离子进入第一铟锡氧化物层，维持离子平衡，保证电极的性能。第一铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比可为5％-10％。第二铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比可为50％或50％以上。
实施例2
为了使电极功函数高，注入空穴能力强，本发明还提供了一种电极制备方法。方法包括：
步骤一：在基板上沉积一层SiO2膜。在本实施例中，基板可为碱石灰玻璃。具体过程为：在碱石灰玻璃上使用化学气相沉积法、物理气相沉积法或者溶胶凝胶法沉积一层SiO2膜。SiO2膜可作为碱性离子阻隔层，防止碱石灰玻璃中的碱性离子进入第一铟锡氧化物层破坏离子平衡，影响电极性能。
步骤二：准备第一铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例分别控制在5％-10％；将所述第一铟锡有机络合物溶液进行雾化；将雾化后的第一络合物分解为氧化铟和氧化锡；再将所述第一络合物分解的氧化铟和氧化锡扩散并沉积到所述SiO2膜上，形成第一铟锡氧化物层。图2本发明实施例提供的有机络合物溶液雾化过程图，溶液雾化过程为：将第一铟锡有机络合物溶液放置在原液雾化装置的振动盘上，启动电机后振动盘产生5khz-5mhz超高频率的震动，将溶液进行雾化，在载气(氮气或惰性气体)的携带下从原液雾化装置的上方出来。雾化后的溶液中的络合物分解为氧化铟和氧化锡，进行扩散并沉积到预先加热的基板上，形成第一铟锡氧化物层。其中第一铟锡氧化物层的厚度可为100nm-150nm。
步骤三：准备第二铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例控制在50％或50％以上；将所述第二铟锡有机络合物溶液进行雾化；将雾化后的第二络合物分解为氧化铟和氧化锡；再将所述第二络合物分解的氧化铟和氧化锡扩散并沉积到所述第一铟锡氧化物层上，形成第二铟锡氧化物层。其中雾化过程同样参考图2，将第二铟锡有机络合物溶液放置在原液雾化装置的振动盘上，启动电机后振动盘产生超高频率的震动，将溶液进行雾化，在载气(氮气或惰性气体)的携带下从原液雾化装置的上方出来，雾化后的溶液中的络合物分解为氧化铟和氧化锡，进行扩散并沉积到第一铟锡氧化物层上，形成第二铟锡氧化物层。其中第二铟锡氧化物层的厚度可为10nm-30nm。
在本实施例中，第一铟锡有机络合物溶液和第二铟锡有机络合物溶液中的有机溶剂可为乙醇、乙二醇或异丙醇。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明中SiO2膜可作为碱性离子阻隔层，防止碱石灰玻璃中的碱性离子进入第一铟锡氧化物层破坏离子平衡，影响电极性能。
(2)本发明中可以通过对富含Sn的ITO膜即第二铟锡氧化物层中Sn和In的组成比变化实现高功率函数和低电阻之间的平衡。
(3)本发明中可以通过将富含Sn的ITO膜即第二铟锡氧化物层和普通ITO膜即第一铟锡氧化物层结合使得电极的表面功函数很高，可以达到5.7eV，注入空穴能力强。
(4)本发明使用溶液法制备电极，相较于ITO膜的常规制备方法较为简单高效。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种电极，其特征在于，所述电极从下到上依次设置有：基板、SiO2膜、第一铟锡氧化物层和第二铟锡氧化物层；其中所述第二铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比为50％或50％以上；所述基板为碱石灰玻璃；
所述第一铟锡氧化物为将第一铟锡有机络合物溶液放置在原液雾化装置的振动盘上，启动电机后振动盘产生5khz-kmhz频率的振动，将溶液进行雾化，在载气的携带下从原液雾化装置的上方出来的雾化后的第一络合物，并将雾化后的第一络合物分解为氧化铟和氧化锡。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一铟锡氧化物层中的Sn和In的组成比为5％-10％。
3.一种电极制备方法，其特征在于，包括：
在基板上沉积一层SiO2膜；所述基板为碱石灰玻璃；
准备第一铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例分别控制在5％-10％；将所述第一铟锡有机络合物溶液进行雾化，具体包括：
将第一铟锡有机络合物溶液放置在原液雾化装置的振动盘上，启动电机后振动盘产生5khz-kmhz频率的振动，将溶液进行雾化，在载气的携带下从原液雾化装置的上方出来，得到雾化后的第一络合物；
将雾化后的第一络合物分解为氧化铟和氧化锡；再将所述第一络合物分解的氧化铟和氧化锡扩散并沉积到所述SiO2膜上，形成第一铟锡氧化物层；
准备第二铟锡有机络合物溶液，其中锡和铟的比例控制在50％或50％以上；将所述第二铟锡有机络合物溶液进行雾化；将雾化后的第二络合物分解为氧化铟和氧化锡；再将所述第二络合物分解的氧化铟和氧化锡扩散并沉积到所述第一铟锡氧化物层上，形成第二铟锡氧化物层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二铟锡氧化物层的厚度为10m-30nm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一铟锡氧化物层的厚度为100nm-150nm。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在基板上沉积一层SiO2膜，具体为：在基板上使用化学气相沉积法、物理气相沉积法或溶胶凝胶法沉积一层SiO2膜。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一铟锡有机络合物溶液和所述第二铟锡有机络合物溶液中的有机溶剂为乙醇、乙二醇或异丙醇。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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