基于新型复合传输层的有机太阳能电池模组器件

通过刮涂制备薄膜衬底和真空蒸镀有机小分子材料来构筑复合界面传输层,制备了大面积有机太阳能电池模组器件.通过透射光谱、传输层粗糙度形貌、表面浸润性、不同衬底的光吸收层粗糙度形貌、刮涂的均匀性研究了同传输层对OSCs器件性能的影响.实验结果表明,当在AZO衬底表面蒸镀一层电子致密层时,即新型复合传输层并未影响基片在300～...     

制备工艺对HfO2薄膜抗激光损伤能力的影响

采用反应蒸镀法镀制了单层HfO2薄膜,观察了薄膜表面主要的微结构缺陷,研究了基片清洗工艺对薄膜损伤阈值的影响。测量了薄膜沉积前后表面粗糙度变化。结果表明：沉积工艺可以改变粗糙度,并对薄膜抗激光损伤能力有较大的影响。     

制备工艺对HfO_2薄膜抗激光损伤能力的影响

采用反应蒸镀法镀制了单层ＨｉＯ２薄膜,观察了薄膜表面主要的微结构缺陷, 研究了基片清洗工艺对薄膜损伤阈值的影响。测量了薄膜沉积前后表面粗糙度变化。结果表 明：沉积工艺可以改变粗糙度,并对薄膜抗激光损伤能力有较大的影响。     

Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法

利用反应射频磁控溅射技术，采用两步生长方法制备了ZnO薄膜，探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明，低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时，ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大，薄膜应力较大；当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后，ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小，薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加，ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降，表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小. 关键词： ZnO薄膜 反应射频磁控溅射 两步生长 形貌分析     

分层蒸镀制备聚酰亚胺自支撑膜及其特性研究

 采用分层蒸镀法,在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体,然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理,使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品,在脱膜后能制备出直径1.8 cm,厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱,特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌,结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。     

刮涂法制备聚合物薄膜太阳能电池

系统地研究了采用刮涂法制备聚合物薄膜太阳能电池时刮涂速度和基底温度对活性层厚度以及形貌的影响。当刮涂速度增加或者基底温度降低时,由于溶液粘度和表面张力的变化导致活性层厚度增加。与旋涂方法相比,刮涂方法制备的活性层薄膜具有更小的粗糙度和精细的相分离结构,从而减少了光伏电池的漏电流并提高了填充因子。利用刮涂方法制备的聚合物太阳能电池能量转换效率达到了4.2%。     

多环类苝四甲酸二酐插入层对ZnO纳米棒和聚合物复合太阳电池性能的影响

以ZnO纳米棒和聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV)的复合体系作为光敏层制备了太阳电池.为了增大电池的光吸收,在ZnO纳米棒与MEH-PPV之间插入了有机n型小分子多环类苝四甲酸二酐(PTCDA),制备了不同厚度的PTCDA、结构为ITO/ZnO纳米棒/PTCDA/MEH-PPV/Au的太阳电池.实验发现,插入PTCDA后,电池在可见光区的吸收增强,光生激子数量增大,光电流密度增大.当蒸镀的PTCDA厚度为40 nm时,薄膜的粗糙度适中,表面形貌较为平滑,器件性 关键词： 有机太阳电池 ZnO纳米棒 聚合物     

有机/有机界面污染对有机电致发光器件稳定性的影响(英文)

有机电致发光器件的稳定性是其实用化面临的主要难题之一。为了研究有机/有机界面性质对有机电致发光器件稳定性的影响,采用溶液旋涂的NPB(NPBSC)作为器件的空穴传输层制备了两种异质结电致发光器件:ITO/NPBSC/Alq3/LiF/Al和ITO/NPBSC/NPB/Alq3/LiF/Al,对比研究了器件的发光性能和工作稳定性。研究结果表明:完全使用NPBSC作为空穴传输层的器件性能和稳定性都较差,这归因于不稳定的NPBSC/Alq3界面,在空气中旋涂制备NPB层时,空气中的水蒸气和氧气分子会粘附在空穴传输层表面,这样就会引起界面处Alq3分子的发光猝灭。插入10 nm真空蒸镀的NPB层可以显著地提高器件的发光性能和稳定性,10 nm的NPB层把污染界面与激子复合区界面分开,避免了水蒸气和氧气分子对Alq3分子的发光猝灭,器件的效率增加了1.15 cd/A,半衰期寿命提高了4倍。     

基于聚(4-乙烯基苯酚)衬底修饰层喷墨打印的小分子有机半导体薄膜制备和表征

采用旋涂法预先在SiO2衬底表面形成一层聚(4-乙烯基苯酚)(PVP)作为表面修饰层,以喷墨打印的6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS并五苯)作为有源层制作有机薄膜晶体管,有效改善了有机半导体薄膜的形貌。采用真空热蒸镀工艺制备源漏电极,形成底栅顶接触结构的有机薄膜晶体管(OTFT)器件。作为对比,在未经过表面修饰的SiO2衬底上采用相同条件打印TIPS并五苯薄膜晶体管,发现在经过PVP修饰的SiO2衬底上打印的单点厚度更均匀,咖啡环效应被抑制或被消除;而通过多点交叠打印形成的矩形薄膜的晶粒尺寸更大,相应的OTFT器件具有更高的场效应迁移率。在有PVP修饰层的衬底上制作的OTFT,器件在饱和区的平均场效应迁移率达到了0.065 cm2·V-1·s-1;而直接在SiO2衬底上制作的器件,相应的平均场效应迁移率仅为0.02 cm2·V-1·s-1。     

衬底温度对电子束沉积ZnSe薄膜性能影响研究

为了研究衬底温度对硒化锌薄膜微观结构和光学特性的影响,采用电子束蒸发技术在K9玻璃基底上制备了单层的硒化锌薄膜。通过研究薄膜的X射线衍射谱、透射光谱特性、表面形貌及粗糙度,分析了不同衬底温度下薄膜微观晶体结构和光学特性的变化规律。实验结果表明:在20～200℃的衬底温度范围内制备的ZnSe薄膜均为具有(111)晶面择优取向的纳米晶薄膜,随着衬底温度升高,基片上原子获得的动能增加,导致薄膜的晶粒尺寸变大、内应力和位错密度降低;同样在不同衬底温度下,薄膜的光学特性也不尽相同,随着衬底温度的升高,折射率和消光系数减小、光学带隙增加、薄膜的表面粗糙度降低。分析表明折射率下降是薄膜中空隙部分所占比例增加所致,而消光系数的下降是薄膜结晶度提高,内部缺陷减少造成的。     

PS-TPD空穴传输层的高亮度绿光有机电致发光器件的研究

研究了不同质量比的聚苯乙烯(PS)三苯基二胺(TPD)复合空穴传输层对有机电致发光器件(OLED)性能的影响。采用此掺杂体系作器件的空穴传输层,利用旋涂工艺制备了结构为indium-tin-oxide(ITO)/polystyrene(PS)∶N,N′-bis(3-methylphenyl)-N,N′-diphenylbenzidine(TPD)/tris-(8-hydroxyquinoline)-aluminium(Alq3)/Mg∶Ag的双层有机电致发光器件。为便于比较,另直接蒸镀TPD薄膜做空穴传输层制备了相似结构的器件。利用飞行时间法对不同PS-TPD质量比例的薄膜的空穴迁移率进行了表征,并对器件的电致发光特性进行了测试。测试结果表明,掺杂薄膜的空穴迁移率比纯TPD膜的低1~2个数量级。当质量比为m(PS)∶m(TPD)=10∶90时,器件具有最高光亮度14280 cd/m2和最高流明效率1.2 l m/W。说明适当质量比PS的引入相对降低了薄膜的空穴迁移率,调节了TPD的空穴传输能力,更有效地平衡了复合区内正负载流子的数目,从而提高了器件的发光亮度和效率。     

连续离子层吸附反应沉积后硫化法制备柔性铜锌锡硫薄膜太阳电池

在柔性钼箔衬底上采用连续离子层吸附反应法(successive ionic layer absorption and reaction)制备ZnS/Cu2SnSx叠层结构的预制层薄膜,预制层薄膜在蒸发硫气氛、550 C温度条件下进行退火得到Cu2ZnSnS4吸收层.分别采用EDS,XRD,Raman,SEM表征吸收层薄膜的成分、物相和表面形貌.结果表明,退火后薄膜结晶质量良好,表面形貌致密.用在普通钠钙玻璃上采用相同工艺制备的CZTS薄膜表征薄膜的光学和电学性能,表明退火后薄膜带隙宽度为1.49 eV,在可见光区光吸收系数大于104cm 1,载流子浓度与电阻率均满足薄膜太阳电池器件对吸收层的要求.用上述柔性衬底上的吸收层制备Mo foil/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ag结构的薄膜太阳电池得到2.42%的效率,是目前报道柔性CZTS太阳电池最高效率.     

Ta_2O_5薄膜的低能离子辅助蒸镀

用低能氧离子辅助蒸镀技术,制备了一系列Ta_2O_5薄膜.观测了薄膜的微结构,测量了薄膜的光吸收和光散射.实验指出,离子束轰击和基片加热同时进行,能够制得透明而匀均的Ta_2O_5薄膜.     

聚乙烯醇/二氧化硅复合增透膜的制备和可清除性

 用溶胶-凝胶法制备了易清洗的聚乙烯醇/二氧化硅(PVA/SiO₂)复合增透膜。先在K9玻璃基片上镀制PVA薄膜,然后在PVA薄膜上镀上二氧化硅增透膜。用紫外可见光分光光度计、椭偏仪、光学显微镜、扫描探针显微镜和静滴接触角测量仪分别分析了膜层和基片的透射率、膜层厚度和折射率、表面形貌、水接触角等性质,用去离子水作溶剂对复合膜层进行清洗。结果表明：聚乙烯醇/二氧化硅复合增透膜峰值透射率达到99.8％,峰值透射率位置可以随SiO₂厚度而调节。复合膜层能够被热水清除,清除后基片完好,其透射率、表面形貌和水接触角与镀膜前一致。     

采用高传导率银铜镍网格电极的柔性聚合物太阳能电池

采用一种新的阳极材料:银、铜、镍的复合金属网格阳极,利用旋涂法制成了活性层为P3HT (poly(3-hexylthiophene)):PCBM([6,6]-phenylC61-butyricacidmethylester)的柔性衬底聚合物太阳能电池.制备了5种不同结构的柔性聚合物太阳能电池器件,将采用新型阳极材料的柔性衬底聚合物太阳能电池与传统ITO(Indium tin oxide)阳极的柔性衬底聚合物太阳能电池进行对比,发现新型阳极材料所制成的器件性能得到大幅度的提高,其电池器件在50 mW/cm~2强度光照下,开路电压(V_(oc))为0.54 V,短路电流密度(J_(sc))为5.39 mA/cm~2,能量转换效率为2.060%.     

不同衬底上制备YBa2Cu3O7-δ超导薄膜的微结构研究

采用大直径中空柱状阴极直流磁控制溅射装置，在LaAlO3和Zr(Y)O2衬底上制备YBCO超导薄膜。用透射电镜（TEM）、扫描隧道显微镜（SIM）和原子力显微镜（AFM）对薄膜和衬底间的界面，薄膜的螺旋生长结构，YBCO薄膜及其相应衬底的表面形貌进行了观察和测量。分析了基片表面形貌及表层内缺陷对界面附近薄膜组织结构的影响。研究了不同衬底沉积的超导薄膜具有不同表面形貌的原因。从生长机理角度对表面形貌、缺陷和位错的形成机制进行讨论。     

氧化石墨烯作为共蒸镀掺杂材料在OLED中的应用

通过共蒸镀掺杂的方法,分别用氧化石墨烯和NPB掺杂作为空穴传输层以及氧化石墨烯和Alq3掺杂作为电子传输层和发光层,制备了两种不同的有机电致发光器件。器件性能测试结果表明:相对于未掺杂的参比器件,氧化石墨烯与NPB共蒸镀掺杂的器件性能降低,与Alq3共蒸镀掺杂的器件性能提高。其中,氧化石墨烯掺杂量为Alq3的10%时,器件发光亮度为掺杂前的1.2倍,电流效率为掺杂前的2倍。这一工作为进一步提高OLED性能提供了新的途径。     

金刚石薄膜红外椭圆偏振参量的计算与拟合

用红外椭圆偏振仪对热丝化学气相沉积法制备的金刚石薄膜的光学参量进行了测量。由于表面状态和界面特性的差异，分别对镜面抛光硅片和粗糙氧化铝基片上的金刚石薄膜建立了不同的模型，并在此基础上进行了测试结果的计算拟合。为了综合反应诸如表面粗糙度等表面界面因素对测试结果的影响，根据衬底特性将表面层和界面层分离出来，并采用Bruggeman有效介质方法对它们的影响进行了近似处理。结果表明，硅衬底上金刚石薄膜的椭偏数据在模型引入了厚度为879nm的表面粗糙层之后能得到很好的拟合。而对于氧化铝衬底上的金刚石薄膜而言，除了在薄膜表面引入了粗糙层之外，还必须在衬底和金刚石界面处加入一层由体积分数为0．641的氧化铝、体积分数为0．2334的金刚石和体积分数为0．1253的空隙组成的复合过渡层(厚度995nm)，才能使计算值与实验参量很好地吻合。     

异质诱导酞菁锌有机薄膜晶体管的蒸镀工艺

通过调控对六联苯(p-6P)诱导层和酞菁锌(ZnPc)蒸镀工艺条件,研究了有机半导体小分子的结晶生长成膜与ZnPc有机薄膜晶体管(OTFT)器件电性能的关系。结果表明,p-6P在180～190℃较高的衬底生长温度和3～4 nm的生长厚度下能够形成更大的结晶畴以及对二氧化硅衬底表面更好的覆盖,有利于诱导ZnPc小分子的结晶生长,使晶畴的排列更加有序。同时通过X射线衍射分析晶体结构,结果表明p-6P衬底温度的升高会明显提高ZnPc薄膜的结晶性。电性能研究发现,ZnPc蒸镀厚度的增加会显著提高器件的饱和电流和迁移率,在异质诱导条件下,p-6P薄膜厚度为3 nm、ZnPc蒸镀厚度为20 nm时,器件的饱和电流为1.08×10~(-6) A,迁移率为1.66×10~(-2) cm~2·V~(-1)·s~(-1)。     

基于复合绝缘层SiNx/PMMA的有机金属-绝缘层-半导体器件

为改善有机半导体器件的界面性能,在氮化硅层上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成复合绝缘层。首先,利用原子力显微镜研究了不同浓度的PMMA复合绝缘层的表面形貌及粗糙度。接着,蒸镀六联苯(p-6P)、酞菁铜和金电极,构成有机的金属-绝缘层-半导体(MIS)器件。最后,研究了MIS器件的回滞效应及电性能。实验结果表明,复合绝缘层的粗糙度为单绝缘层的1/5,大约1.4 nm。复合绝缘层上的p-6P薄膜随着PMMA浓度增加形成更大更有序的畴,但单绝缘层上薄膜呈无序颗粒状。复合绝缘层的有机MIS器件几乎没有回滞现象,但单绝缘层的器件最大回滞电压约为12.8 V,界面陷阱电荷密度约为1.16×10~(12) cm~(-2)。复合绝缘层有机薄膜晶体管的迁移率为1.22×10~(-2) cm~2/(V·s),比单绝缘层提高了60%,饱和电流提高了345%。基于复合绝缘层的MIS器件具有更好的界面性能和电性能,可应用到有机显示领域。