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4,4,4-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺掺杂MoOx作为空穴传输层对有机太阳电池性能的影响

赵理 刘东洋 刘东梅 陈平 赵毅 刘式墉

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4,4,4-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺掺杂MoOx作为空穴传输层对有机太阳电池性能的影响

赵理, 刘东洋, 刘东梅, 陈平, 赵毅, 刘式墉

Analysis of organic photovoltaic devices with MoOx doped 4,4,4-tris(N-(3-methylphenyl)-N- phenylamin) triphenylamine as hole transport layer

Zhao Li, Liu Dong-Yang, Liu Dong-Mei, Chen Ping, Zhao Yi, Liu Shi-Yong
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  • 通过采用4,4,4-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)掺入MoOx作为器件的空穴传输层来提高酞菁铜(CuPc)/C60小分子有机太阳电池的效率. 采用真空蒸镀的方法制备了一系列器件, 其中结构为铟锡氧化物(ITO)/m-MTDATA:MoOx(3:1)(30 nm)/CuPc(20 nm)/C60(40 nm)/4,7-二苯 基-1,10-菲罗啉(Bphen)(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm)的器件, 在AM1.5 (100 mW/cm2)模拟太阳光的照射条件下, 开路电压Voc=0.40 V, 短路电流Jsc=6.59 mA/cm2, 填充因子为0.55, 光电转换效率达1.46%, 比没有空穴传输层的器件ITO/CuPc(20 nm)/C60(40 nm)/Bphen(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm)光电转换效率提高了38%. 研究表明, 加入m-MTDATA:MoOx(3:1)(30 nm)空穴传输层减小了有机层和ITO电极之间的接触电阻, 从而减小了整个器件的串联电阻, 提高了器件的光电转换效率.
    MoOx doped 4,4,4-tris(N-(3-methylphenyl)-N-phenylamin) triphenylamine (m-MTDATA) is used as a hole transport layer to improve the efficiency of CuPc/C60 small molecular organic photovoltaics. A series of devices is fabricated in a high vacuum system. One of the devices with the structure of indum tin oxides (ITO)/m-MTDATA:MoOx(3:1)(30 nm)/CuPc(20 nm)/C60(40 nm)/Bphen (8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm) shows that the following parameters are achieved: the open circuit voltage Voc = 0.40 V, short-circuit current Jsc=6.59 mA/cm2, fill factor of 0.55, and power conversion efficiency p=1.46% under AM1.5 solar illumination. The efficiency of the device is improved by 38% compared with that of the device without hole transport layer ITO/CuPc(20 nm)/C60(40 nm)/Bphen(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm). The improvement of the device performance may be attributed to the addition of m-MTDATA:MoOx (3:1) (30 nm) hole transport layer that reduces the contact resistance between the ITO electrode and the organic layer, thus reducing the overall device series resistance and improving the efficiency of the device.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2010CB327701)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2011AA03A110)、 国家自然科学基金(批准号: 60907013, 60906021, 60977024, 60876032, 60706018)和吉林省自然科学基金(批准号: 20090136)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the State Key Development Program for Basic Research of China (Grant No. 2010CB327701), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2011AA03A110), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60907013, 60906021, 60977024, 60876032, 60706018), and the Natural Science Foundation of Jilin Province, China (Grant No. 20090136).
    [1]

    Tang C W 1986 Appl. Phys. Lett. 48 183

    [2]
    [3]
    [4]

    Feng W, Gao Z K 2008 Acta Phys. Sin. 57 2567 (in Chinese) [封伟, 高中扩 2008 57 2567]

    [5]
    [6]

    Xing H W, Peng Y Q, Yang Q S, Ma C Z, Wang R S, Li X S 2008 Acta Phys. Sin. 57 7374 (in Chinese) [邢宏伟, 彭应全, 杨青森, 马朝柱, 汪润生, 李训栓 2008 57 7374]

    [7]
    [8]

    Yu H Z, Peng J B 2008 Chin. Phys. B 17 3143

    [9]

    Wang N N, Yu J S, Zang Y, Jiang Y D 2010 Chin. Phys. B 19 038602

    [10]
    [11]
    [12]

    Peumans P, Bulovic V, Forrest S R 2000 Appl. Phys. Lett. 76 2650

    [13]
    [14]

    Peumans P, Forrest S R 2001 Appl. Phys. Lett. 79 126

    [15]
    [16]

    Xue J, Uchida S, Rand B P, Forrest S R 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3013

    [17]
    [18]

    Chan M Y, Lai S L, Fung M K, Lee C S, Lee S T 2007 Appl. Phys. Lett. 90 023504

    [19]

    Liang Y, Xu Z, Xia J, Tsai S, Wu Y, Li G, Ray C, Yu L 2010 Adv. Mater. 22 1

    [20]
    [21]
    [22]

    Service R F 2011 Science 332 293

    [23]

    Forrest S R 2005 MRS Bull. 30 28

    [24]
    [25]
    [26]

    Zhou X, Pfeiffer M, Blochwitz J, Werner A, Nollau A, Fritz T, Leo K 2001 Appl. Phys. Lett. 78 410

    [27]
    [28]

    Zhou X, Qin D S, Pfeiffer M, Blochwitz-Nimoth J, Werner A, Drechsel J, Maennig B, Leo K, Bold M, Erk K, Hartmann H 2002 Appl. Phys. Lett. 81 4070

    [29]

    Huang J, Pfeiffer M, Werner A, Blochwitz J, Liu S 2002 Appl. Phys. Lett. 80 139

    [30]
    [31]

    Pfeiffer M, Forrest S R, Leo K, Thompson M E 2002 Adv. Mater. 14 1633

    [32]
    [33]
    [34]

    Pfeiffer M, Forrest S R, Zhou X, Leo K 2003 Org. Electron. 4 21

    [35]
    [36]

    Maennig B, Drechsel J, Gebeyehu D, Simon P, Kozlowski F, Werner A, Li F, Leo K 2004 Appl. Phys. A 79 1

    [37]

    Xie G H, Meng Y L, Wu F M, Tao C, Zhang D D, Liu M J, Xue Q, Chen W, Zhao Y 2008 Appl. Phys. Lett. 92 093305

    [38]
    [39]

    Wang J C, Ren X C, Shi S Q, Leung C W, Chan P K L 2011 Org. Electron. 12 880

    [40]
    [41]

    Shirota Y 2000 J. Mater. Chem. 10 1

    [42]
    [43]
    [44]

    Terao Y, Sasabe H, Adachi C 2007 Appl. Phys. Lett. 90 103515

    [45]

    Peumans P, Yakimov A, Forrest S R 2003 J. Appl. Phys. 93 3693

  • [1]

    Tang C W 1986 Appl. Phys. Lett. 48 183

    [2]
    [3]
    [4]

    Feng W, Gao Z K 2008 Acta Phys. Sin. 57 2567 (in Chinese) [封伟, 高中扩 2008 57 2567]

    [5]
    [6]

    Xing H W, Peng Y Q, Yang Q S, Ma C Z, Wang R S, Li X S 2008 Acta Phys. Sin. 57 7374 (in Chinese) [邢宏伟, 彭应全, 杨青森, 马朝柱, 汪润生, 李训栓 2008 57 7374]

    [7]
    [8]

    Yu H Z, Peng J B 2008 Chin. Phys. B 17 3143

    [9]

    Wang N N, Yu J S, Zang Y, Jiang Y D 2010 Chin. Phys. B 19 038602

    [10]
    [11]
    [12]

    Peumans P, Bulovic V, Forrest S R 2000 Appl. Phys. Lett. 76 2650

    [13]
    [14]

    Peumans P, Forrest S R 2001 Appl. Phys. Lett. 79 126

    [15]
    [16]

    Xue J, Uchida S, Rand B P, Forrest S R 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3013

    [17]
    [18]

    Chan M Y, Lai S L, Fung M K, Lee C S, Lee S T 2007 Appl. Phys. Lett. 90 023504

    [19]

    Liang Y, Xu Z, Xia J, Tsai S, Wu Y, Li G, Ray C, Yu L 2010 Adv. Mater. 22 1

    [20]
    [21]
    [22]

    Service R F 2011 Science 332 293

    [23]

    Forrest S R 2005 MRS Bull. 30 28

    [24]
    [25]
    [26]

    Zhou X, Pfeiffer M, Blochwitz J, Werner A, Nollau A, Fritz T, Leo K 2001 Appl. Phys. Lett. 78 410

    [27]
    [28]

    Zhou X, Qin D S, Pfeiffer M, Blochwitz-Nimoth J, Werner A, Drechsel J, Maennig B, Leo K, Bold M, Erk K, Hartmann H 2002 Appl. Phys. Lett. 81 4070

    [29]

    Huang J, Pfeiffer M, Werner A, Blochwitz J, Liu S 2002 Appl. Phys. Lett. 80 139

    [30]
    [31]

    Pfeiffer M, Forrest S R, Leo K, Thompson M E 2002 Adv. Mater. 14 1633

    [32]
    [33]
    [34]

    Pfeiffer M, Forrest S R, Zhou X, Leo K 2003 Org. Electron. 4 21

    [35]
    [36]

    Maennig B, Drechsel J, Gebeyehu D, Simon P, Kozlowski F, Werner A, Li F, Leo K 2004 Appl. Phys. A 79 1

    [37]

    Xie G H, Meng Y L, Wu F M, Tao C, Zhang D D, Liu M J, Xue Q, Chen W, Zhao Y 2008 Appl. Phys. Lett. 92 093305

    [38]
    [39]

    Wang J C, Ren X C, Shi S Q, Leung C W, Chan P K L 2011 Org. Electron. 12 880

    [40]
    [41]

    Shirota Y 2000 J. Mater. Chem. 10 1

    [42]
    [43]
    [44]

    Terao Y, Sasabe H, Adachi C 2007 Appl. Phys. Lett. 90 103515

    [45]

    Peumans P, Yakimov A, Forrest S R 2003 J. Appl. Phys. 93 3693

  • [1] 王润, 贾亚兰, 张月, 马兴娟, 徐强, 朱志新, 邓艳红, 熊祖洪, 高春红. 基于激子阻挡层的高效率绿光钙钛矿电致发光二极管.  , 2020, 69(3): 038501. doi: 10.7498/aps.69.20191263
    [2] 赵生盛, 徐玉增, 陈俊帆, 张力, 侯国付, 张晓丹, 赵颖. 免掺杂、非对称异质接触晶体硅太阳电池的研究进展.  , 2019, 68(4): 048801. doi: 10.7498/aps.68.20181991
    [3] 蒲年年, 李海蓉, 谢龙珍. NiOx作为空穴传输层对有机太阳能电池光吸收的影响.  , 2014, 63(6): 067201. doi: 10.7498/aps.63.067201
    [4] 魏晓旭, 程英, 霍达, 张宇涵, 王军转, 胡勇, 施毅. Au的金属颗粒对二硫化钼发光增强.  , 2014, 63(21): 217802. doi: 10.7498/aps.63.217802
    [5] 陈立晶, 李维学, 戴剑锋, 王青. Mn-N共掺p型ZnO的第一性原理计算.  , 2014, 63(19): 196101. doi: 10.7498/aps.63.196101
    [6] 蹇磊, 谭英雄, 李权, 赵可清. 吐昔烯衍生物分子的电荷传输性质.  , 2013, 62(18): 183101. doi: 10.7498/aps.62.183101
    [7] 於黄忠. 有机共混结构叠层太阳电池的研究进展.  , 2013, 62(2): 027201. doi: 10.7498/aps.62.027201
    [8] 姚光锐, 范广涵, 郑树文, 马佳洪, 陈峻, 章勇, 李述体, 宿世臣, 张涛. 第一性原理研究Te-N共掺p型ZnO.  , 2012, 61(17): 176105. doi: 10.7498/aps.61.176105
    [9] 陈峻, 范广涵, 张运炎. 选择性p型量子阱垒层掺杂在双波长发光二极管光谱调控中的作用.  , 2012, 61(8): 088502. doi: 10.7498/aps.61.088502
    [10] 万文坚, 姚若河, 耿魁伟. Mg和Zn掺杂CuAlS2电子结构的分析.  , 2011, 60(6): 067103. doi: 10.7498/aps.60.067103
    [11] 闫悦, 赵谡玲, 徐征, 龚伟, 王大伟. 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.  , 2011, 60(8): 088803. doi: 10.7498/aps.60.088803
    [12] 陈卫兵, 杨伟丰, 邹豪杰, 汤建新, 邓林峰, 黎沛涛. 掺杂CuPc的MEH-PPV/PCBM有机太阳电池研究.  , 2011, 60(11): 117107. doi: 10.7498/aps.60.117107
    [13] 邓贝, 孙慧卿, 郭志友, 高小奇. B-N共掺杂改善p型ZnO的理论分析.  , 2010, 59(2): 1212-1218. doi: 10.7498/aps.59.1212
    [14] 牛连斌, 关云霞. 富勒烯掺杂NPB空穴传输层的有机电致发光器件.  , 2009, 58(7): 4931-4935. doi: 10.7498/aps.58.4931
    [15] 党随虎, 李春霞, 韩培德. Mg,Cu 掺杂CdS电子结构的第一性原理研究.  , 2009, 58(6): 4137-4143. doi: 10.7498/aps.58.4137
    [16] 季海铭, 曹玉莲, 杨涛, 马文全, 曹青, 陈良惠. p型掺杂1.3μm InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益特性的研究.  , 2009, 58(3): 1896-1900. doi: 10.7498/aps.58.1896
    [17] 王经纬, 边继明, 孙景昌, 梁红伟, 赵涧泽, 杜国同. Ag掺杂p型ZnO薄膜及其光电性能研究.  , 2008, 57(8): 5212-5216. doi: 10.7498/aps.57.5212
    [18] 丁少锋, 范广涵, 李述体, 肖 冰. 氮化铟p型掺杂的第一性原理研究.  , 2007, 56(7): 4062-4067. doi: 10.7498/aps.56.4062
    [19] 任 驹, 郑建邦, 赵建林. 给体-受体型有机太阳电池光敏层的优化设计.  , 2007, 56(5): 2868-2872. doi: 10.7498/aps.56.2868
    [20] 袁宁一, 李金华, 范利宁, 王秀琴, 谢建生. 离子束增强沉积制备p型氧化锌薄膜及其机理研究.  , 2006, 55(7): 3581-3584. doi: 10.7498/aps.55.3581
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-18
  • 修回日期:  2012-04-28
  • 刊出日期:  2012-04-20

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