專利名稱：：硫摻雜的MoO₃薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池及其制備方法，既屬于薄膜材料與器件領(lǐng)域，也屬于新能源材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：聚合物有機(jī)太陽能電池是通過光電效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，是解決能源、環(huán)境問題的非常重要手段之一，以制備簡單、成本低廉、重量輕、可柔性化等優(yōu)勢吸引了眾多研究者的關(guān)注?，F(xiàn)階段，如何提高有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性是本領(lǐng)域研究的首要問題。雖然光敏活性層材料的合成是目前聚合物有機(jī)太陽能電池研究發(fā)展的熱點(diǎn)方向之一，但是電池中諸多界面(如:電子的施體和受體之間界面、電子的施體與電極之間界面和電子受體與電極之間界面)直接影響電池的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。這需要對這些界面進(jìn)行控制，以達(dá)到提高有機(jī)太陽能電池的效率與穩(wěn)定性的目的?？昭ǖ倪w移率比電子的遷移率低，因此有機(jī)太陽能電池制備中，利用恰當(dāng)?shù)牟牧吓c制備工藝在陽極與光敏層之間插入陽極界面層(又稱空穴傳輸層)對提高空穴的遷移率相當(dāng)重要。這樣能以消除在光敏層與陽極之間寄生的陷阱，讓陽極與光敏層之間形成歐姆接觸。同時(shí)，調(diào)整光敏層與陽極之間的勢壘讓空穴向?qū)λ欣姆较蛄鲃?，并中止光敏層與陽極之間的化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散經(jīng)不懈地努力，各種透明導(dǎo)電的界面功能材料得到廣泛研究，并成功地應(yīng)用于聚合物太陽能電池的陽極界面層。在聚合物有機(jī)太陽能電池的陽極界面層之中，PED0T:PSS是最常見的。由于它是酸性的水溶液(PHI)，對ITO電極有腐蝕作用，影響電池的使用壽命。另外，德國Bayer公司申請?jiān)S多專利對PED0T:PSS進(jìn)行保護(hù)，尤其是在單體乙撐二氧噻吩(PEDOT)的合成這方面。因此，國內(nèi)外所使用的PEDOT主要從德國Bayer公司直接購買的。由于PED0T:PSS存在這些局限性，必須盡快找到一種新的替代品。由于無機(jī)氧化物機(jī)械性能、電性能較好、成本較低、在可見光部分透明、有良好的熱穩(wěn)定性和載流子遷移能力、在納米到微米尺寸范圍內(nèi)較容易控制等優(yōu)點(diǎn)，科研工作者逐漸把研究興趣轉(zhuǎn)移到寬禁帶、高功函數(shù)和遷移率的P型金屬氧化物上。目前已經(jīng)將NiO、MoO3>V2O5和WO3替代有機(jī)物PED0T:PSS作為電池的陽極界面層。其中，以MoO3作為陽極界面層的P3HT:PCBM體系電池效率高達(dá)3.55%(Zhao,Dffetal，AninvertedorganicsolarcellwithanultrathinCaelectron-transportinglayerandMo03hoIe-transportinglayer，Appl.Phys.Lett.2009，95:153304)。無機(jī)氧化物薄膜是一個(gè)多價(jià)態(tài)的復(fù)合體，存在的缺陷，尤其是表面缺陷會對水、氧等有很強(qiáng)的吸附性質(zhì)，將之用于電池的陽極界面層時(shí)對電池穩(wěn)定不利。為此，很多課題組試圖從各個(gè)方面來提高空穴在無機(jī)氧化物陽極界面層中遷移率。G.Fang研究小組在制備陽極界面層CrOx薄膜時(shí)摻入適量的氮原子，不但有效抑制在CrOx薄膜表面發(fā)生的水解反應(yīng)，而且改善CrOx薄膜與光敏層P3HT:PCBM之間的界面，提高電池的穩(wěn)定性(P.Qin,G.Fang,etal，Nitrogendopedamorphouschromiumoxide:stabilityimprovementandapplicationforthehole-transportinglayeroforganicsolarcells,Sol.Energ.Mater.Sol.C.，95(2011)1005-1010);有的學(xué)者在制備陽極界面層時(shí)，以犧牲達(dá)到光敏層的光子數(shù)目為代價(jià)在其中加入一層Ag導(dǎo)電薄膜，將整個(gè)陽極界面層做成一個(gè)三明治結(jié)構(gòu)(H.Jin,C.Taoetal,Efficient,LargeAreaIT0-and-PED0T-freeOrganicSolarCellSub-modules,Adv.Mater.24(2012)2572-2577.)，雖然可以減小體缺陷，但是不能減小陽極與聚合物之間的勢壘。而S.Shao課題組則將MoO3和PED0T:PSS進(jìn)行混合，試圖利用雙方的優(yōu)點(diǎn)達(dá)到提高電池的效率和穩(wěn)定性的目的(S.Shao,J.Liu,etal,InSituFormationofMoO3InPEDOT:PSSMatrix:AFacileWaytoProduceaSmoothandLessHygroscopicHoleTransportLayerforHighlyStablePolymerBulkHeterojunctionSolarCells,Adv.EnergyMater.(2012)1-7)。由于PED0T:PSS的存在，會帶來器件性能的不穩(wěn)定。D.S.Ghosh和G.Fang則利用Plasma(Τ.L.Chen,R.Betancuretal,EfficientpolymersolarcellemployinganoxidizedNicappedAl:ZnOanodewithouttheneedofadditionalhole-transportinglayer,App.Phy.Let.100(2012)013310.)和UV-ozone(F.Cheng,G.Fangetal,EnhancingtheperformanceofP3HT:1CBAbasedpolymersolarcellsusingLiFaselectroncollectingbufferlayerandUV-ozonetreatedMo03asholecollectingbufferlayer,Sol.EnergyMate.Sol.C.110(2013)63-68)的方式對氧化物表面進(jìn)行處理，除附在其表面的污染物，改善陽極界面層表面的缺陷，讓無機(jī)氧化物陽極界層與光敏層進(jìn)行充分接觸，隨著時(shí)間的推移，無法保讓Plasma和UV-ozone作用效果延續(xù)下去，對電池性能的穩(wěn)定不利，也不是從根本上來解決問題。摻雜不但可以有效地減少缺陷，而且也可以調(diào)整其能級，減小陽極與聚合物之間的勢壘，提高空穴遷移的能力。PEDOT與作為平衡它主鏈上電荷的PSS都含有硫的聚團(tuán)，與光敏層直接接觸時(shí)，不可避免地表現(xiàn)出與光敏層噻吩環(huán)中的硫的聚團(tuán)表現(xiàn)出親和性(H.Kim,S.Nametal,Influenceofcontrolledacidityofhole-collectingbufferlayersontheperformanceandlifetimeofpolymer:fullerenesolarcells,J.Phys.Chem.C,115(2011)13502-13510)。利用這一思路，如果對無機(jī)氧化物陽極界面層進(jìn)行適當(dāng)硫摻雜或?qū)﹃枠O界面的層相關(guān)界面進(jìn)行適當(dāng)硫修飾，讓其在薄膜中或表面形成Mo-S鍵，減小薄膜的電阻率。與此同時(shí)，也能減少多價(jià)態(tài)的氧化物復(fù)合體缺陷，對其能級進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到實(shí)現(xiàn)與聚合物(陽極)能級匹配的目的，減小界面間的接觸電阻。目前對有機(jī)太陽電池的陽極界面層MoO3薄膜進(jìn)行硫摻雜沒有相關(guān)的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池及其制備方法，利用磁控濺射系統(tǒng)，通過改變沉積薄膜時(shí)的氬氧氣氛比，將MoS2靶在透明導(dǎo)電襯底上沉積出含硫摻雜的MoO3薄膜，以減小MoO3薄膜的缺陷，尤其是表面缺陷，并將其作為有機(jī)太陽能電池的陽極界面層，達(dá)到改善陽極界面層與光敏活性層之間的界面、提高電池性能的目的。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池，包括有氧化物透明導(dǎo)電襯底、陽極界面層、有機(jī)光敏活性層和金屬電極，所述的陽極界面層是利用磁控濺射系統(tǒng)，通過改變沉積薄膜時(shí)的氬氧氣氛比，將MoS2靶在氧化物透明導(dǎo)電襯底上沉積出含硫摻雜的MoO3薄膜。按上述方案，所述的沉積含硫摻雜的MoO3薄膜的條件為:(I)本底真空度IXKT43XIO-3Pa;(2)濺射工作氣壓0.53.0Pa；(3)濺射功率是40140W；(4)濺射時(shí)襯底溫度是30400°C；(5)濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射時(shí)O2/(Ar+02)流量比是0-50%；(6)灘射時(shí)間為0.116分鐘。按上述方案，所述氧化物透明導(dǎo)電襯底為鍍有ITO或FTO或AZO或ITAZO導(dǎo)電膜的玻璃，或鍍有ITO的柔性透明塑料。按上述方案，所述有機(jī)光敏活性層為P3HT:PCBM。按上述方案，金屬電極為Al電極、Ca/Al電極或Ag電極。硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池的制備方法，其特征在于包括有以下步驟:(I)采用磁控濺射方法，利用MoS2靶在氧化物透明導(dǎo)電襯底上沉積含硫摻雜的MoO3薄膜；(2)在空氣中或在惰性氣體保護(hù)下，在含硫摻雜的MoO3薄膜上甩上有機(jī)光敏活性層；(3)在有機(jī)光敏活性層表面蒸發(fā)金屬電極，通過惰性氣體保護(hù)，在120_150°C下烘烤退火5-10min，即得。按上述方案，步驟(I)所述的沉積含硫摻雜的MoO3薄膜的制備條件為:(I)本底真空度IXlO-43XKT3Pa;(2)濺射工作氣壓0.53.0Pa；(3)濺射功率是40140W；(4)濺射時(shí)襯底溫度是30400°C；(5)濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射O2/(Ar+02)流量比是0-50%；(6)灘射時(shí)間為0.116分鐘。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所制備的陽極界面層，工藝與方法簡單，相對于傳統(tǒng)的陽極界面層(如PEDOT:PSS)，不存在對ITO的腐蝕性問題，熱穩(wěn)定性好。相對于傳統(tǒng)制備MoO3薄膜，用本發(fā)明制備的含硫摻雜的MoO3薄膜，減小MoO3薄膜的缺陷，尤其是表面缺陷。有利于改善陽極界面層與光敏活性層之間的界面，讓空穴順利通過陽極界面層及相關(guān)界面，達(dá)到提高電池的性能的目的。圖1為本發(fā)明的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2-4的有機(jī)太陽能電池的J-V曲線；圖3為實(shí)施例1和實(shí)施例2硫摻雜MoO3薄膜Mo3d的XPS圖，制備時(shí)工作氣氛氧氬比為(a)O2/(Ar+02)=0%和(b)O2/(Ar+02)=50%。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是此說明不會構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明以磁控濺射方法沉積含硫摻雜的MoO3薄膜為陽極界面層的有機(jī)光伏電池可采用下述步驟制備:I靶材的制備將純度為99.9%MoS2制備成厚度為5毫米圓靶材即MoS2靶。2襯底處理試驗(yàn)中采用的基片是導(dǎo)電玻璃片(ΙΤ0導(dǎo)電玻璃、FTO導(dǎo)電玻璃、AZO導(dǎo)電玻璃、ITAZO導(dǎo)電玻璃、鍍有ITO的柔性透明塑料(滌綸樹脂)，為市售產(chǎn)品或公知技術(shù))(參考文獻(xiàn):1.GuojiaFang,DejieLi,etal.,FabricationandcharacterizationofZAOthinfilmspreparedbyDCmagnetronsputteringwithahighlyconductiveceramictarget,J.CrystalGrowth,2003，247(3-4):393-400；2.NanhaiSun,GuojiaFang,QiaoZheng,MingjunWangjNishuangLiujWeiLiuandXingzhongZhao，TransparentconductingITAZOanodefilmsgrownbyacompositetargetRFmagnetronsputteringatroomtemperaturefororganicsolarcells,SemiconductorScience&Technology,24(2009)085025)，在試驗(yàn)前應(yīng)首先對基片進(jìn)行清洗。首先將導(dǎo)電玻璃片切成合適的形狀大小，用清潔劑將其清洗干凈，然后自來水沖洗，去離子水沖洗，接著將其放在超聲波清洗器中依次用去離子水、乙醇、丙酮各超聲清洗20分鐘，最后用去離子水沖洗，用干燥的高純氮?dú)獯蹈刹⒑娓杉纯傻玫奖砻鏉崈舻囊r底。將導(dǎo)電塑料切成合適的形狀大小，用清潔劑清洗，然后去離子水沖洗，乙醇清洗，用干燥的高純氮?dú)獯蹈纱谩?含硫摻雜的MoO3薄膜沉積工藝過程(I)將MoS2靶和潔凈的導(dǎo)電玻璃襯底放入沉積室中的相應(yīng)位置，調(diào)整樣品架位置，使之與靶面對準(zhǔn)，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x。(2)將真空系統(tǒng)抽真空。首先開冷卻水。開啟機(jī)械泵抽低真空，當(dāng)系統(tǒng)真空度低于IOPa以后，開分子泵抽高真空，直至系統(tǒng)真空度優(yōu)于3X10_3Pa。(3)向沉積室內(nèi)通入適量的高純氬氣，使氬氣氣壓達(dá)到所需的沉積氣壓。(4)采用通用的射頻平面磁控濺射工藝。高純Ar與O2氣分別作為濺射與反應(yīng)氣體，整個(gè)過程中氧含量在0—50%變化。濺射時(shí)襯度溫度在30--400°C變化，濺射氣壓在0.5—3.0Pa變化，濺射功率在40—140W變化，通過沉積時(shí)間控制薄膜厚度。濺射時(shí)間為0.116分鐘。(5)薄膜沉積完成后，關(guān)機(jī)取出樣品。4太陽能電池制備(I)有機(jī)光敏層配方:用電子天平稱P3HT(RiekeMetals)20.0毫克，PCBM(NanoC)20.0毫克，混合后，將其溶解在1.0毫升的氯苯中，然后放在有溫度控制的磁力攪拌器上，在3050°C攪拌48小時(shí)，待用。(2)在惰性氣體保護(hù)的氣箱中，在制備好的MoO3薄膜上甩一層P3HT:PCBM。(3)電極的制備:在P3HT:PCBM(由聚3_已基噻吩和C60衍生物組成的混合溶液作為光敏層)表面分別蒸發(fā)金屬鋁，通過惰性氣體保護(hù)，在120-150°C下烘烤退火5-10min。5材料及器件性能測試為了評價(jià)硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)太陽能電池的光伏特性，利用Keithley2400測試儀對它進(jìn)行J-V曲線的測試。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步描述，該描述只是為了更好的說明本發(fā)明而不是對其進(jìn)行限制。本發(fā)明并不限于這里所描述的特殊實(shí)例和實(shí)施方案。任何本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1:(I)清洗鍍有FTO(摻雜氟的SnO2)導(dǎo)電膜2的玻璃1:先將導(dǎo)電玻璃片放入盛有清潔劑(如立白牌液體洗滌劑)的溶液中浸泡10分鐘，然后反復(fù)擦洗后清水沖干凈；接著用拋光粉進(jìn)行拋光處理；然后分別放入裝有去離子水、丙酮和酒精的器皿中分別超聲20分鐘；最后放進(jìn)去離子水沖洗兩遍后，用氮?dú)鈽尨蹈刹⒎湃牒嫦渲?0°C烘干以消除應(yīng)力；(2)在FTO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空(本底真空即進(jìn)行濺射沉積薄膜時(shí)，回填工作氣體前真空室的真空度):ix10_4Pa，濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射時(shí)O2/(Ar+02)=0%，襯底溫度:400°C，濺射工作氣壓:1.0Pa，濺射功率在40W，濺射時(shí)間0.1min0在此制備條件下濺射時(shí)間2min所制備的硫摻雜的MoO3薄膜3Mo3d的XPS圖如圖3(a)所示；(3)有機(jī)光敏活性層4配方:用電子天平稱P3HT20.0毫克，PCBM20.0毫克。混合后，將其溶解在1.0毫升的氯苯中，然后放在有溫度控制的磁力攪拌器上，40°C攪拌48小時(shí)；(4)在惰性氣體保護(hù)的氣箱中，在步驟(2)制備的硫摻雜的MoO3薄膜上甩一層150nm厚的P3HT:PCBM；(5)電極5的制備:在P3HT:PCBM表面分別蒸發(fā)150nm厚的金屬鋁。通過惰性氣體保護(hù)，在150°C下烘烤退火5min。得到如圖1所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)光伏電池。(6)電池性能說明:開路電壓為:0.539V；電池的短路電流為:7.05mA/cm2，填充因子為:37.6%，能量轉(zhuǎn)換效率為:1.43%。實(shí)施例2:(I)清洗鍍有FTO導(dǎo)電膜的玻璃:同實(shí)施例1。(2)在FTO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:2X10_3Pa，濺射氣氛總流量為IOsccm,濺射時(shí)O2/(Ar+02)=50%,襯底溫度:300°C，濺射工作氣壓:1.0Pa,濺射功率在100W，濺射時(shí)間2min。在此制備條件下所制備的硫摻雜MoO3薄膜Mo3d的XPS圖如附圖3(b)所示；(3)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(4)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(5)電極的制備:同實(shí)施例1。(6)電池性能說明:開路電壓為:0.609V,電池的短路電流為:9.58mA/cm2，填充因子為:51.9%，能量轉(zhuǎn)換效率為:3.05%，如圖2所示。實(shí)施例3:(I)清洗鍍有FTO導(dǎo)電膜的玻璃:同實(shí)施例1。(2)在FTO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:3X10_3Pa，濺射氣氛總流量為IOsccm,濺射時(shí)O2/(Ar+02)=5%,襯底溫度:30°C，濺射工作氣壓:1.0Pa,濺射功率在40W，濺射時(shí)間2min。(3)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(4)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(5)電極的制備:同實(shí)施例1。(6)電池性能參數(shù)說明:電開路電壓為:0.630V，池的短路電流為:8.93mA/cm2，填充因子為:58.3%，能量轉(zhuǎn)換效率為:3.28%，如圖2所示。實(shí)施例4:(I)清洗鍍有ITO導(dǎo)電膜的玻璃:同實(shí)施例1。(2)在ITO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:3X10_3Pa，濺射氣氛總流量為IOsccm,濺射時(shí)O2/(Ar+02)=20%,襯底溫度:150°C，濺射工作氣壓:1.0Pa,濺射功率在140W，派射時(shí)間0.5min。(3)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(4)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(5)電極的制備:在P3HT:PCBM表面分別蒸發(fā)20nm厚的鈣和150nm厚的金屬鋁。通過惰性氣體保護(hù)，在150°C下烘烤退火lOmin。(6)電池性能說明:開路電壓Voc為0.620V,短路電流密度Jsc為9.59mA/cm2，填充因子FF為59.0%，光電轉(zhuǎn)換效率為3.51%，如圖2所示。實(shí)施例5:(I)清洗鍍有ITO導(dǎo)電膜的玻璃:同實(shí)施例1。(2)在ITO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:3X10_3Pa，濺射氣氛總流量為IOsccm,濺射O2/(Ar+02)=40%,襯底溫度:300°C，濺射工作氣壓:3.0Pa,濺射功率在40W，濺射時(shí)間16.0min0(3)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(4)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(5)電極的制備:在P3HT:PCBM表面分別蒸發(fā)20nm厚的鈣和150nm厚的金屬鋁。通過惰性氣體保護(hù)，在150°C下烘烤退火lOmin。(6)電池性能說明:開路電壓Voc為0.630V,短路電流密度Jsc為9.14mA/cm2，填充因子FF為59.2%，光電轉(zhuǎn)換效率為3.41%。實(shí)施例6:(I)清洗玻璃:同實(shí)施例1。(2)制備ITAZO(銦錫鋁鋅復(fù)合氧化物)透明導(dǎo)電膜:將所要使用的In/Sn靶和玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，并在In/Sn靶上放置三個(gè)AZO(ZnO摻Al)小陶瓷，小陶瓷在In/Sn靶上形成等邊三角形，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:lX10_3Pa;襯底溫度:27°C；02/(Ar+02):7%;濺射功率=IOOff;濺射時(shí)間:8min;濺射氣壓:1.0Pa，得到鍍有ITAZO導(dǎo)電膜的玻璃。(3)在ITAZO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:3X10_3Pa，濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射O2/(Ar+02)=40%，襯底溫度:150°C，濺射工作氣壓:0.5Pa，濺射功率在40W，派射時(shí)間2.0min。(4)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(5)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(6)電極的制備:同實(shí)施例1。(7)電池性能說明:開路電壓Voc為0.630V,短路電流密度Jsc為9.20mA/cm2，填充因子FF為57.0%，光電轉(zhuǎn)換效率為2.75%。實(shí)施例7(I)清洗玻璃:同實(shí)施例1。(2)制備AZO(摻鋁氧化鋅)透明導(dǎo)電膜:將所要使用的AZO靶和玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:lX10_3Pa;襯底溫度:350°C;Ar氣流量IOsccm;濺射功率:100W;濺射時(shí)間:20min;濺射氣壓:1.0Pa，得到鍍有AZO導(dǎo)電膜的玻璃。(3)在AZO玻璃襯底上進(jìn)行MoO3薄膜的制備:將MoS2靶和導(dǎo)電玻璃基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:3X10_3Pa，濺射氣氛總流量為IOsccm,濺射O2/(Ar+02)=10%,襯底溫度:300°C，濺射工作氣壓:1.0Pa,濺射功率在40W，濺射時(shí)間2.0min。(4)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(5)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(6)電極的制備:在P3HT:PCBM表面分別蒸發(fā)150nm厚的金屬銀。通過惰性氣體保護(hù)，在150°C下烘烤退火7min。(7)電池性能說明:開路電壓Voc為0.642V，短路電流密度Jsc為9.22mA/cm2，填充因子FF為48.9%，光電轉(zhuǎn)換效率為2.89%。實(shí)施例8(I)在柔性透明導(dǎo)電襯底(IT0/PET(滌綸樹脂))上進(jìn)行MoO3薄膜的制備JfMoS2靶和基片裝入磁控濺射設(shè)備中，用射頻電源進(jìn)行濺射。工作條件為:本底真空:3X10_3Pa，濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射02/(Ar+02)=10%，襯底溫度:300°C，濺射工作氣壓:1.0Pa，濺射功率在40W，濺射時(shí)間2.0min。(2)有機(jī)光敏層配方:同實(shí)施例1。(3)在MoO3上甩有機(jī)膜:同實(shí)施例1。(4)電極的制備:在P3HT:PCBM表面分別蒸發(fā)約150nm厚的金屬鋁，通過惰性氣體保護(hù)，在150°C下烘烤退火6min。(5)電池性能說明:開路電壓Voc為0.648V，短路電流密度Jsc為9.65mA/cm2，填充因子FF為53.3%，光電轉(zhuǎn)換效率為3.33%。權(quán)利要求1.硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池，包括有氧化物透明導(dǎo)電襯底、陽極界面層、有機(jī)光敏活性層和金屬電極，所述的陽極界面層是利用磁控濺射系統(tǒng)，通過改變沉積薄膜時(shí)的氬氧氣氛比，將MoS2靶在氧化物透明導(dǎo)電襯底上沉積出含硫摻雜的MoO3薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池，其特征是:所述的沉積含硫摻雜的MoO3薄膜的制備條件為:(1)本底真空度IXKr43XKT3Pa；(2)濺射工作氣壓0.53.0Pa；(3)濺射功率是40140W;(4)濺射時(shí)襯底溫度是30400°C；(5)濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射時(shí)02/(Ar+02)流量比是0-50%；(6)派射時(shí)間為0.116分鐘。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池，其特征是:所述氧化物透明導(dǎo)電襯底為鍍有ITO或FTO或AZO或ITAZO導(dǎo)電膜的玻璃，或鍍有ITO的柔性透明塑料。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池，其特征是:所述有機(jī)光敏活性層為P3HT:PCBM。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池，其特征是:金屬電極為Al電極、Ca/Al電極或Ag電極。6.權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池的制備方法，其特征在于包括有以下步驟:(1)采用磁控濺射方法，利用MoS2靶在氧化物透明導(dǎo)電襯底上沉積含硫摻雜的MoO3薄膜；(2)在空氣中或在惰性氣體保護(hù)下，在含硫摻雜的MoO3薄膜上甩上有機(jī)光敏活性層；(3)在有機(jī)光敏活性層表面蒸發(fā)金屬電極，通過惰性氣體保護(hù)，在120-150°C下烘烤退火5-10min,即得。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池的制備方法，其特征是:步驟(I)所述的沉積含硫摻雜的MoO3薄膜的制備條件為:(1)本底真空度IXKr43XKT3Pa；(2)濺射工作氣壓0.53.0Pa；(3)濺射功率是40140W;(4)濺射時(shí)襯底溫度是30400°C；(5)濺射氣氛總流量為lOsccm，濺射02/(Ar+02)流量比是0-50%；(6)派射時(shí)間為0.116分鐘。全文摘要本發(fā)明涉及一種硫摻雜的MoO3薄膜作為陽極界面層的有機(jī)光伏電池及其制備方法，包括有氧化物透明導(dǎo)電襯底、陽極界面層、有機(jī)光敏活性層和金屬電極，所述的陽極界面層是利用磁控濺射系統(tǒng)，通過改變沉積薄膜時(shí)的氬氧氣氛比，將MoS2靶在氧化物透明導(dǎo)電襯底上沉積出含硫摻雜的MoO3薄膜。本發(fā)明的有益效果在于不存在對ITO的腐蝕性問題，熱穩(wěn)定性好。相對于傳統(tǒng)制備MoO3薄膜，用本發(fā)明制備的含硫摻雜的MoO3薄膜，減小MoO3薄膜的缺陷，尤其是表面缺陷。有利于改善陽極界面層與光敏活性層之間的界面，讓空穴順利通過陽極界面層及相關(guān)界面，達(dá)到提高電池的性能的目的。文檔編號H01L51/44GK103227286SQ20131011304公開日2013年7月31日申請日期2013年4月2日優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日發(fā)明者秦平力,秦中立,余雪里,李端勇,張昱申請人:武漢工程大學(xué)