PEG掺杂对钙钛矿太阳能电池的影响

为了提高钙钛矿太阳能电池的能量转化效率,减小回滞现象,研究了聚乙二醇(PEG)掺杂钙钛矿太阳能电池阳极修饰层PEDOT∶PSS对器件性能的影响。通过电容-电压(C-V)测试分析了PEDOT∶PSS修饰层和钙钛矿层之间的界面电荷积累情况,通过电流密度-时间(J-T)瞬态光电流的测量研究了修饰层和钙钛矿层之间缺陷态情况。结果表明,PEG掺杂阳极修饰层提高了器件的短路电流(J_(sc))、开路电压(V_(oc))和填充因子(FF),光电转化效率从7.5%提高到10.0%,光电转化效率提高了33%,经过掺杂后的器件回滞现象明显减弱。这种通过PEG掺杂PEDOT∶PSS的方法能够减少器件界面处的电荷积累和缺陷态,从而减小器件的回滞现象,提高器件的能量转化效率。     

紫外臭氧处理超薄银修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池（英文）

以紫外臭氧处理超薄Ag复合MoO_3或PEDOT∶PSS修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池。通过优化紫外臭氧处理Ag薄膜的时间,提高了以P3HT∶PCBM为有源层的器件的功率转换效率,从1.68%(未经过紫外臭氧处理)提高到2.57%(紫外臭氧处理Ag 1 min)。提高的原因推测是紫外臭氧处理形成了AgO_x薄膜,提高了电荷提取并使器件具有高光学透明度、低串联电阻和优异的表面功函数等一些性能。并且,紫外臭氧处理Ag薄膜与MoO_3或者PEDOT∶PSS复合修饰ITO的器件效率分别得到提高,Ag薄膜与MoO_3复合修饰ITO的器件效率从2.02%(PET/ITO/MoO_3)提高到2.97%(PET/ITO/AgO x/MoO_3),Ag薄膜与PEDOT∶PSS复合修饰ITO的器件效率从2.01%(PET/ITO/PEDOT∶PSS)提高到2.93%(PET/ITO/AgO x/PEDOT∶PSS)。此外,以PBDTTT-EFT∶PC71BM为有源层的柔性聚合物太阳能电池效率可达6.21%。基于ITO的柔性光电器件效率的提高主要归于ITO被Ag/PEDOT∶PSS或Ag/MoO_3修饰后功函数的提高。     

碳酸铯修饰Al作为反射阴极的倒置顶发射OLED器件

以Cs₂CO₃修饰的Al电极作为反射阴极制备了高效倒置顶发射结构有机电致发光器件(ITOLED)。以八羟基喹啉铝(Alq₃)作为发光层、MoO₃修饰的Ag为半透明阳极时,器件的开启电压为3.6 V,发光效率和功率效率分别达到9.8 cd/A和3.4 lm/W。研究结果表明,Al/Cs₂CO₃为反射阴极的器件性能明显高于使用Mg:Ag(4.2 V,8.6 cd/A,2.85 lm/W)和Al(5 V,5.5 cd/A,1.57 lm/W)作为反射阴极的倒置顶发射OLED器件。单电子器件研究结果证明,以Cs₂CO₃修饰的Al电极功函数明显低于Mg:Ag和Al电极,具有更好的电子注入效果。因此,除去微腔效应外,Al/Cs₂CO₃为反射电极的ITOLED器件性能的提高主要归因于Al/Cs₂CO₃阴极的有效电子注入。     

溶剂对以PEIE为阴极修饰层的反型聚合物太阳能电池性能的影响

研究了乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)作为反型太阳能电池阴极修饰层,其溶剂的选择对器件性能的影响.我们选择蒸馏水(DW)、异丙醇(IPA)、乙二醇甲醚(MEA)和乙氧基乙醇(EEA)作为PEIE的稀释溶剂来制备器件,并通过瞬态光电流的测量和低频电容-电压(C-V)曲线的测量分析了器件在1TO和PEIE修饰层之间的电荷积累程度和电极电荷收集效率,同时对不同溶液制成的PEIE层做了表面形貌分析.结果表明,MEA器件的光电转换效率(PCE)达到3.61％,相对于DW器件(2.66％)提高了24％,对于PEIE层选择不同的溶剂将导致表面形貌的差异,并影响器件界面的缺陷密度,进而影响器件性能.     

NaTFSI界面修饰对平面TiO_(2)基钙钛矿太阳能电池的影响EI北大核心CSCD

在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中,光吸收钙钛矿层夹在电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)之间。钙钛矿层与电荷传输层之间的界面复合被认为是诱发器件电压损失的主要原因。通过对电荷传输层的修饰,不仅可以提高其电荷传输性能,而且还可以钝化界面缺陷,从而提高电池的光电转换效率(PCE)和稳定性。通过在平面二氧化钛层上引入一层双(三氟甲基磺酰基)亚胺钠(NaTFSI)来修饰二氧化钛ETL和钙钛矿之间的界面。实验结果显示,利用NaTFSI界面层修饰二氧化钛ETL不仅可以增大上层钙钛矿晶粒尺寸大小,减少晶界从而降低界面载流子复合;而且NaTFSI修饰后的ETL导电性增强,功函数降低。最后,通过优化NaTFSI界面层,实现了器件效率从18.62%至19.83%的显著提升。     

CsF/Al阴极对提高芴基饱和红光器件性能的研究

从聚合物/电极界面修饰的角度对基于饱和红光聚合物PFO-SeBT(9,9-二辛基芴与4,7-二硒吩-2,1,3-苯并噻二唑的无规共聚物)的发光二极管的性能进行了改进，通过采用CsF/Al阴极并优化CsF的厚度以及在PFO-SeBT1/阳极界面插入聚乙烯基咔唑(PVK)层，使器件的最大电致发光外量子效率达到1.79%，比采用低功函数的金属Ba/Al阴极器件的效率提高了两倍多.器件的性能得以改善的原因是CsF/Al阴极能有效提高电子注入能力以及PVK层对电子的阻挡作用. 关键词： 聚合物发光二极管 聚合物/电极界面 CsF/Al阴极 电子注入     

紫外臭氧处理超薄银修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池

以紫外臭氧处理超薄Ag复合MoO₃或PEDOT：PSS修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池。通过优化紫外臭氧处理Ag薄膜的时间,提高了以P3HT：PCBM为有源层的器件的功率转换效率,从1.68%（未经过紫外臭氧处理）提高到2.57%（紫外臭氧处理Ag 1 min）。提高的原因推测是紫外臭氧处理形成了AgO_x薄膜,提高了电荷提取并使器件具有高光学透明度、低串联电阻和优异的表面功函数等一些性能。并且,紫外臭氧处理Ag薄膜与MoO₃或者PEDOT：PSS复合修饰ITO的器件效率分别得到提高,Ag薄膜与MoO₃复合修饰ITO的器件效率从2.02%（PET/ITO/MoO₃）提高到2.97%（PET/ITO/AgO_x/MoO₃）,Ag薄膜与PEDOT：PSS复合修饰ITO的器件效率从2.01%（PET/ITO/PEDOT：PSS）提高到2.93%（PET/ITO/AgO_x/PEDOT：PSS）。此外,以PBDTTT-EFT：PC₇₁BM为有源层的柔性聚合物太阳能电池效率可达6.21%。基于ITO的柔性光电器件效率的提高主要归于ITO被Ag/PEDOT：PSS或Ag/MoO₃修饰后功函数的提高。     

阴极氧化对逸出功的影响

为了探索阴极的氧化程度对环形He-Ne激光器引燃特性的影响,利用光电减速场法研究阴极材料的选出功随阴极氧化的变化情况.在高真空条件下,用自制的卢基尔斯基球形光电测试平台和平行电极光电-放电器件,通过实验测出了铝作为放电器件的冷阴极在氧化工艺处理前后的逸出功及逸出功的值随氧化程度的变化情况.实验测得铝阴极在自然氧化后的选出功为2.60±0.2 eV,此时被测铝阴极表面氧的质量百分比为3.2％.经不同时间氧化工艺处理的铝阴极,其选出功随氧化时间的增长而降低.解释了铝阴极选出功测量值可能处于2.5～4.3 eV之间的原因.由实验结果得到在一定范围内,氧化时间越长,材料的逸出功越小,越有利于环形He-Ne激光器的点燃.但阴极氧化也会影响气体放电过程的着火点压和阴极位降,因此对最佳氧化时间的选择要综合考虑这两方面的因素.     

基于无机电荷产生层的量子点电致发光器件EI北大核心CSCD

利用WO_(3)/ZnO作为电荷产生层(CGL)制备了具有倒置结构的量子点电致发光器件(QLED),相比于传统的基于单层ZnO作为电子传输层的QLED,利用CGL-QLED的电流效率提高了近30%。这主要归因于CGL的电子注入具有电场依赖特性,从而使得器件中的电荷注入更加平衡,提高了激子的形成效率,抑制了载流子导致的猝灭过程。此外,我们通过瞬态电致发光光谱技术及电容特性测试,分析了基于CGL的QLED的器件工作机制,发现CGL中可以存储大量的载流子,从而使得器件在脉冲电压驱动时出现发光过冲现象。其环境稳定性也与常规的基于ZnO的器件一致。而由于CGL独特的电荷产生机制,使得其不依赖于电极功函数特性。我们相信,这种器件结构在改善器件稳定性及良率方面有着巨大潜力。     

利用8-羟基喹啉锂作电子注入层以提高有机发光器件的发光效率

8-羟基喹啉锂用作有机电致发光器件的电子注入层能够提高阴极功函数,进而提高器件的发光效率。10的Liq薄膜足以降低有机电致发光器件中的开启电压并能有效提高器件效率,该现象可与LiF/Al作阴极的器件性能相比拟。利用不同阴极材料制作器件,讨论了8-羟基喹啉锂的电子注入机制,发现把Liq薄膜引入到Alq3和不同阴极之间后,器件的电流密度与所用阴极材料的种类无关。为了讨论电子在分界面上注入势垒的变化情况,对器件进行饱和光伏测试。测试发现Alq3/Liq/Al的分界面上真空能级的移动降低了电子注入势垒。推测此现象是由于在界面上形成了强偶极子,这也可能是有机电致发光器件中电子注入效率提高的机理之一。     

Performance improvements of organic solar cell using dual cathode buffer layers

The present study deals with the effect of dual cathode buffer layer (CBL) on the performance of bilayer of 4,4′-cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine] (TAPC) and fullerene (C70)-based organic solar cell (OSC) with low donor concentration. OSC devices with CBLs have been fabricated using thermal vapor deposition technique. We report the use of lithium fluoride (LiF) and molybdenum trioxide (MoO₃) as CBLs. The insertion of LiF between C70 and aluminium (Al) electrode enhances the power conversion efficiency (PCE) of device from 1.89% to 2.47% but quenching of photogenerated excitons is observed at interface of C70 and LiF layers. Incorporation of MoO₃ between LiF and Al electrode further enhances PCE of device to 3.51%. This has also improved the material quality and device properties, by preventing the formation of gap states and diminishing exciton quenching.     

Enhanced performance in organic photovoltaic devices with KMnO4 solution treated indium tin oxide anode modification

The properties of poly(3-hexylthiophene):(6,6)-phenyl C₆₁ butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM) organic photovoltaic devices (OPVs) with indium tin oxide (ITO) anode treated by KMnO₄ solution are investigated. The optimized KMnO₄ solution has a concentration of 50 mg/L, and ITO is treated for 15 min. The modification of ITO anode results in an enhancement of the power conversion efficiency (PCE) of the device, which is responsible for the increase of the photocurrent. The performance enhancement is attributed to the work function modification of the ITO substrate through the strong oxygenation of KMnO₄, and then the charge collection efficiency is improved.     

小分子叠层有机太阳能电池的界面层优化

为了提高双结叠层有机太阳能电池(OSCs)的性能,我们对有机小分子叠层OSCs的中间层(IL)、阴极界面层(CL)和活性层进行了优化。首先,研究不同低功函数的金属纳米粒子(Mg、Ag、Al和Ca)作为IL对叠层OSCs性能的影响,得到了最优的IL材料为0.1 nm厚的金属Al,使得叠层OSCs的PCE提升了50.9%。其次,研究了不同低功函数金属(Mg、Al和Ca)作为CL对叠层OSCs性能的影响,并得到了最优的CL金属材料为Mg,与Al作为CL的叠层OSCs对比,采用Mg作为CL的器件PCE提升了20.7%。最后采用窄带隙材料DTDCTB取代中带隙材料boron subphthalocyanine chloride(SubPc)作为后子电池的活性层,与仅采用SubPc的叠层OSCs相比,PCE提升了30.2%。当前后子电池均采用体异质结结构后,最终叠层OSCs的PCE达到了4.04%,与最初未优化前OSCs的PCE(2.1%)相比,最优OSCs的PCE提升了92.4%。     

PTCDI-C8作为阴极修饰层提高钙钛矿太阳能电池的性能

采用N,N'-二正辛烷基-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺（PTCDI-C₈）对钙钛矿电池电子传输层（PCBM）进行界面修饰以减少PCBM与Al电极之间的漏电流,提高阴极的电子收集效率。通过调节PTCDI-C₈薄膜的厚度优化界面接触和电子传输性能。实验结果表明：当PTCDI-C₈薄膜的厚度为20 nm时得到的器件性能最优。光电转换效率（PCE）由5.26%提高到了8.65%,开路电压（V_oc）为0.92 V,短路电流（J_sc）为15.68 mA/cm²,填充因子（FF）为60%。PTCDI-C₈能够有效阻挡空穴向阴极传输,同时PTCDI-C₈具有较高的电子迁移率以及较高的稳定性,在增加电子传输的同时,可减少环境对PCBM的侵蚀,提高了器件的稳定性。     

Sodium chloride methanol solution spin-coating process for bulk-heterojunction polymer solar cells

The sodium chloride methanol solution process is conducted on the conventional poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PC_(61)BM) polymer bulk heterojunction solar cells. The device exhibits a power conversion efficiency of up to 3.36%, 18% higher than that of the device without the solution process. The measurements of the active layer by x-ray photoelectron spectroscopy(XPS), atomic force microscopy(AFM), and ultraviolet photoelectron spectroscopy(UPS) indicate a slight phase separation in the vertical direction and a sodium chloride distributed island-like interface between the active layer and the cathode. The capacitance–voltage(C–V) and impedance spectroscopy measurements prove that the sodium chloride methanol process can reduce the electron injection barrier and improve the interfacial contact of polymer solar cells. Therefore, this one-step solution process not only optimizes the phase separation in the active layers but also forms a cathode buffer layer, which can enhance the generation, transport, and collection of photogenerated charge carriers in the device simultaneously. This work indicates that the inexpensive and non-toxic sodium chloride methanol solution process is an efficient one-step method for the low cost manufacturing of polymer solar cells.     

多层结构的阴极修饰层对有机电致发光器件的性能改善

为提高有机电致发光器件（OLEDs）的阴极电子注入效率,我们设计了新型的阴极杂化修饰层,其结构为Bphen∶LiF/Al/MoO₃,将其应用到器件ITO/NPB/Alq₃/Al中,参考器件的电子注入层选用传统材料LiF。实验研究表明,与传统的阴极修饰层LiF相比,基于这种杂化结构的阴极修饰层非常有效。测试了器件的电致发光光谱（EL谱）,其峰值位于534 nm,发光来自于Alq₃,实验中我们可以观察到明亮的绿色发光。将其与传统参考器件的EL谱进行对比,在电流密度40 mA·cm-2下,两个器件的电致发光光谱是一致的。在0～100 mA·cm-2范围内,对器件的EL谱进行了测试。实验结果表明,随着电流密度的增加,器件的发光增强,但是EL谱的形状和谱峰的位置是固定不变的。与参考器件对比,基于杂化修饰层的器件的发光性能更好。研究表明,杂化修饰层的最佳参数为Bphen∶LiF(5 nm; 6%)/Al(1 nm)/MoO₃(5 nm),在测试范围内,器件的最大电流效率和最大功率效率分别为4.28 cd·A-1和2.19 lm·W-1,相比参考器件提高了25.5%和23.7%。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入,使器件中的载流子更加平衡,从而提高了器件的发光性能。从两个角度对器件效率的增强进行了理论方面的论证。一方面利用阴极杂化修饰层的作用机制来解释。在HML中,LiF能填充Bphen的电子陷阱,增强电流的注入,同时HML也能限制空穴的传输,减小空穴电流。另一方面从电荷平衡因子的角度,HML增强了电子的注入,使得器件的电荷平衡因子增大,空穴和电子的平衡性更好。实验研究表明,阴极杂化修饰层很好地增强了器件的效率。     

Enhanced performance in organic photovoltaic devices with a KMnO4 solution treated indium tin oxide anode modification

<正>The properties of poly（3-hexylthiophene）:（6,6）-phenyl C₆₁ butyric acid methyl ester（P3HT:PCBM） organic photovoltaic devices（OPVs） with an indium tin oxide（ITO） anode treated by a KMnO₄ solution are investigated.The optimized KMnO₄ solution has a concentration of 50 mg/L,and ITO is treated for 15 min.The modification of ITO anode results in an enhancement of the power conversion efficiency（PCE） of the device,which is responsible for the increase of the photocurrent.The performance enhancement is attributed to the work function modification of the ITO substrate through the strong oxygenation of KMnO₄,and then the charge collection efficiency is improved.     

利用LiF/Al作为电极的有机电致发光器件

本文报道了利用LiF/Al作为负电极的有机电致发光器件,器件结构为ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,LiF层的加入增强了电子注入,当其厚度为0.4nm时,器件的性能最好,与单层Al和Mg/Al电极的同类器件相比,此时器件的开启电压由Al电极时的4.3V和Mg/Al电极时的3.0V降低到了2.0V,器件的最大亮度分别由4000cd/m²、14000cd/m²提高到19600cd/m²,器件的发光效率也分别增加了5倍和2倍,达到2.66lm/W.