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    光伏玻璃清洗

    銦錫氧化物(ITO)作為一種重要的透明半導體材料,不僅具有穩定的化學性質,而且具有優良的透光性和導電能力,因此在光電子工業中得到了非常廣泛的應用。ITO的導帶主要由In和Sn的5s軌道組成,而價帶則是氧的2p軌道占主導地位,氧空位及Sn取代摻雜原子構成施主能級并影響導帶中的載流子濃度。ITO由于沉積過程中在薄膜中產生氧空位和Sn摻雜取代而形成高度簡并的n型半導體,其費米能級EF位于導帶底EC之上,從而具有很高的載流子濃度和較低的電阻率。另外,ITO的光學帶隙較寬,因此它對可見光和近紅外光都具有很高的透過率。由于ITO薄膜具有上述獨特性質,所以它被廣泛應用于光伏電池、電致發光、液晶顯示、傳感器和激光器等光電器件中。

    對于有機光伏電池和有機發光器件,其典型結構為三明治式的夾心結構,如圖1所示,即一層或多層有機功能薄膜被夾在上下兩個電極之間。其中陽極大多采用透明的ITO導電玻璃,因此ITO的表面特性對器件性能的影響非常大。

    光伏玻璃清洗

    圖1 有機光伏電池結構示意圖

    實驗發現,對ITO表面進行氧等離子處理能提高ITO表面的功函數,因為ITO基片進行過氧等離子處理之后,表面含氧量增加,并且富集了一層帶負電的氧而形成了界面偶極層,功函數也就因此增加了。ITO界面功函數增加后可以減少空穴的注入勢壘,對器件效率的提高具有較大的作用。

    等離子清洗除了能夠提高ITO電極功函數這一因素之外,另一個重要的原因在于氧等離子體處理能夠增加ITO表面能和極性度,改善了ITO表面濕潤性。聚合物是一種低表面能、低極性度的有機材料。一方面,增加ITO電極的表面能和極性度,有利于改善聚合物溶液在ITO表面上的濕潤性,使旋涂制備的聚合物發光薄膜均勻性更好,達到大大減少因薄膜均勻性不理想所產生的“針孔”的目的;另一方面,增加ITO電極的表面能和極性度,可以增加ITO電極/有機層界面的附著能,增強ITO電極和有機薄膜層之間的粘合力,從而形成附著更牢固、界面更光滑且無間隙的ITO電極/有機層界面,這樣就能大大增加界面電荷注入的有效面積,提高界面電荷的注入效率,從而有利于提高有機太陽能電池的能量轉換效率、改善器件的光伏性能。

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