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近年来有机小分子和高分子光伏电池,由于成本低、制作工艺简单、材料可裁剪修饰,在工业和科研中,被越来越多的广泛关注。自从C.W. Tang报道了有机给体-受体(D-A)异质结型光伏电池具有1％光电转化效率后,很多研究者通过改变有机光伏材料或改进电池结构,使有机光伏电池的效率有了稳步的提高。Forrest,在D-A异质结基础上又引入了一层激子阻挡层,效率提高到3.6％(100mW/cm<,2>,AM 1.5),随后报道的不同比例掺杂的混合层异质结电池的(PM-HJ)效率达到5.0％(100-400mW/cm<2>,AM 1.5),如果将这种结构做成层层堆积的串联电池,效率可达到5.7％(100mWcm<2>,AM1.5). C.S.Lee等最近报道,通过合适的染料掺杂,可以对太阳光谱上不同波段的光有更好吸收和转化,效率可达到5.58％(100mW/cm<2>,AM 1.5)。这些结果再次证明了有机光伏电池光电转化的潜能。
本文对CuPc/C60/BCP有机光伏电池的制备工艺条件进行了系统研究,优化器件,光电转换效率由0.18％提高到4.2％[100mW/cm<2>,500W氙灯(Ushio Electric，Japan)，IRA-25S红外滤光片。效率的提高归结于各功能层合适膜厚控制、适宜的薄膜生长速度以及晶化温度,特别是CuPc的形貌与这些工艺条件密切相关,对光电转化效率有显著的影响。