研究目的
研究热退火处理MoOx对有机太阳能电池性能退化的影响机制,重点关注BHJ/MoO3界面强偶极子的形成及其与器件性能的关联。
研究成果
研究表明,有机太阳能电池中MoOx的热退火处理会影响MoOx的化学状态、沿深度方向的分布以及BHJ/MoO3界面的偶极强度,进而影响器件性能。在沉积MoOx之前对BHJ进行预退火可保持较强的界面偶极并提升器件性能,而退火处理后会导致MoOx扩散至BHJ中,降低偶极强度和器件效率。
研究不足
该研究仅限于以MoO3作为空穴传输层的P3HT:PC61BM体异质结器件。研究结果可能不直接适用于其他材料体系或器件结构。未研究较低退火温度的影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦于在空穴提取侧添加MoO3的P3HT:PC61BM体异质结(BHJ)器件,探究了器件制备不同阶段的热退火对界面特性和器件性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
样品由溶解于1,2-二氯苯(o-DCB)与氯苯混合溶剂(质量比30:70)中的P3HT和PC61BM制备而成,溶液中材料浓度为3 wt%。
3:实验设备与材料清单:
采用X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、中性碰撞离子散射谱(NICISS)以及反光电子能谱(IPES)。
4:实验步骤与操作流程:
样品旋涂于低电阻砷掺杂硅片上,80 oC加热10分钟以确保溶剂完全去除,并在超高真空条件下170 oC退火10分钟。MoO3在高真空下535 oC蒸发沉积。
5:数据分析方法:
利用UPS和奇异值分解(SVD)算法分析BHJ/MoO3界面偶极强度,将有机光伏器件性能与界面特性相关联。
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