西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
为实现有机光电探测器对三基色(红、绿、蓝)的全响应以及器件性能的改善, 研究了在聚(3-己基噻吩)(P3HT)∶［6,6］-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)活性层中, 掺入窄带隙材料(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并［1,2-b: 4,5-b′］二噻吩)-(4-氟代噻并［3,4-b］噻吩)(PBDT-TT-F)实现光谱拓宽以及通过提高阳极修饰层电子注入势垒来降低暗电流, 改善探测器性能的方法, 研究了PBDT-TT-F掺杂浓度以及修饰层厚度对探测器光电学性能的影响规律.在此基础上, 获得了一个覆盖400~750 nm波长范围的探测器, 并且在低偏压－1 V下三基色的线性动态范围和比探测率分别达到了81、80、81 dB和2.7×1012、2.0×1012、2.6×1012 Jones.结果表明: 在保持原有二相体异质结薄膜的微观形貌和电学特性前提下, 掺入13 wt.%少量光谱拓宽材料可实现活性层的光谱拓宽.采用合适厚度的三氧化钼(MoO3)层替换原有的聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)阳极修饰层, 可使探测器的三基色线性动态范围和比探测率大幅提高.该研究为研发宽光谱高探测率三基色有机光电探测器提供了一种新思路.
有机光电探测器 三相体异质结 宽光谱 阳极缓冲层 比探测率 Organic photodetector Tri-phase bulk hetrojunction Broadband Anode buffer layer Detectivity 光子学报
2018, 47(11): 1123002
1 电子科技大学中山学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分室， 广东 中山 528402
2 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 四川 成都 610054
3 桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室， 广西 桂林 541004
采用热蒸发法沉积无毒、稳定、价廉的无机氧化物MoO3，将其作为钙钛矿电池的阳极缓冲层。结果表明，MoO3阳极缓冲层的引入有利于增强光吸收层到阳极的空穴提取效率，使电池的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)均有较大幅度提高，取得了9.96%的平均光电转换效率(PCE)。此外，实验发现，MoO3阳极缓冲层可以阻挡酸性的PEDOT∶PSS对ITO的腐蚀，有利于增强电池的稳定性。
钙钛矿太阳能电池 阳极缓冲层 无机氧化物 perovskite solar cells anode interface modification MoO3 MoO3 inorganic oxide
1 兰州大学物理科学与技术学院 微电子研究所, 甘肃 兰州 730000
2 甘肃省科学院 传感技术研究所, 甘肃 兰州 730000
3 兰州大学 特殊功能材料与结构设计教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730000
4 兰州大学 磁学与磁性材料教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730000
在阳极和空穴传输层分别引入氧化镍纳米结构缓冲层, 制备了蓝色有机发光二极管, 对二极管的电学和光学特性进行了测试分析, 研究了采用电化学方法制备的氧化镍纳米结构对器件的影响。结果表明, 纳米结构氧化镍缓冲层能够有效地提高空穴-电子对的产生和复合效率, 它的引入带来了高效的空穴注入及发光层中的载流子平衡, 能有效提高有机发光二极管的电致发光特性。氧化镍缓冲层沉积时间为30 s的器件具有最高的亮度和电流效率, 分别为42 460 cd/m2和24 cd/A, 该器件的CIEx,y 色坐标为(0.212 9,0.325 2)。
蓝色有机发光二极管 阳极缓冲层 氧化镍纳米结构 电化学法 blue organic light-emitting diode(BOLED) anode buffer layers NiO nanoparticles electrochemical method
1 北京工商大学 物理系, 北京 100048
2 北京交通大学 光电子技术研究所, 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
为提高聚合物太阳能电池的能量转换效率, 将聚乙二醇(PEG)掺入PEDOT∶PSS阳极缓冲层, 研究了阳极缓冲层修饰对聚合物太阳能电池性能的影响。首先研究了聚乙二醇对PEDOT∶PSS薄膜电导率的影响, 发现PEG会与PEDOT和PSS相互作用, 使得PEDOT链重新排布, 有利于电荷载流子的传输, 从而显著改善了PEDOT∶PSS薄膜的电导率, 当PEDOT∶PSS中掺入体积分数为2%~4%的PEG时, 可得到较大的电导率。然后, 以PEG修饰的PEDOT∶PSS薄膜作为阳极缓冲层制备了聚合物太阳能电池, 研究了PEG的掺入对聚合物太阳能电池性能的影响。实验发现, PEG改善的PEDOT∶PSS电导率有利于提高电池的短路电流密度和填充因子,从而改善了器件光伏性能。当PEDOT∶PSS中掺入体积分数为2%的PEG时, 聚合物太阳能电池的能量转换效率最高, 比未掺杂的器件提高了24.4%。
聚合物太阳能电池 阳极缓冲层 电导率 polymer solar cells anode buffer layer PEDOT∶PSS PEDOT∶PSS conductivity
1 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室， 兰州理工大学 材料科学与工程学院， 甘肃 兰州730050
2 兰州理工大学理学院 应用物理系, 甘肃 兰州730050
以典型蓝色发光材料-联苯乙烯衍生物(4,4′-bis(2,2′-diphenylvinyl)- 1,1′-biphenyl, DPVBi)为发光层，采用MoO3为阳极缓冲层制备了结构简单的非掺杂型蓝色有机电致发光器件。在电流密度为20 mA/cm2、MoO3缓冲层厚度为0.5 nm对器件效率约为无缓冲层器件效率的18倍，为通常酞菁铜(Copper phthalocyanine, CuPc)缓冲层器件效率的1.2倍。器件启亮电压为3.3 V，最高外量子效率为3.1％，最高亮度达到16 000 cd/m2，器件CIE色坐标(Commission Internationale de lEclairage co-ordinates)为(0.15, 0.15)。器件性能的提升归因于MoO3缓冲层的插入在阳极/有机层间形成了良好的欧姆接触。
有机电致发光 蓝色 阳极缓冲层 luminescence organic electroluminescence blue anode buffer layer MoO3 MoO3
1 中国科学院 激发态物理重点实验室 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院, 北京100039
采用F16CuPc作为有机太阳能电池的阳极缓冲层可使器件的性能得到显著提高。F16CuPc的引入, 一方面可以实现CuPc分子的定向生长, 从而改善CuPc薄膜的结晶度, 提高其空穴迁移率；另一方面在F16CuPc/CuPc界面处可形成偶极层, 改善空穴的输出效率。以上两个作用有效提高了器件的载流子收集效率, 降低了器件的串联电阻和光生载流子复合几率, 从而提高了器件的短路电流和填充因子。同时, F16CuPc的引入使器件的内建电场增大, 提高了器件的开路电压。
阳极缓冲层 结晶度 anode buffer layer CuPc CuPc F16CuPc F16CuPc crystallinity
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室， 广东 广州 510275
研究了MoO3阳极缓冲层对基于CuPc/C60异质结的有机小分子太阳电池器件性能的影响。发现：MoO3阳极缓冲层略微降低了器件的短路电流、开路电压及能量转换效率；MoO3阳极缓冲层提高了器件的整流比；具有MoO3阳极缓冲层的器件在持续光照条件下连续工作20 min，其主要性能参数(如短路电流、开路电压、填充因子及能量转换效率)无明显衰减，而没有MoO3阳极缓冲层的对比器件在相同条件下连续工作20 min，其能量转换效率衰减了大约45%。研究结果表明：MoO3阳极缓冲层明显提高了基于CuPc/C60异质结的有机小分子太阳电池器件的稳定性，可能的原因主要是MoO3阳极缓冲层改善了ITO阳极和CuPc界面，抑制了因持续光照连续工作引起的界面老化，从而提高了器件的稳定性。
有机太阳电池 阳极缓冲层 organic solar cells MoO3 MoO3 anode buffer layer
