基于CuPc：C60有机小分子太阳电池的制备和光电特性的研究刘晨曦，程传辉，王利纲，李军，梁泽山，高国栋**510（大连理工大学物理与光电工程学院，辽宁大连116024）摘要：在ITO/CuI/CuPc/C60/BCP/Al有机太阳电池中，通过在ITO与CuPc间引入CuI缓冲层，改变了CuPc分子的堆积方式增加了对太阳光的吸收并且对阳极ITO（indium-tinoxide）有一定修饰，对太阳电池短路电流和填充因子有很大的提高。同时，CuPc(copperphthalocyanine)和C60的厚度对太阳电池的光电特性有很大的影响，通过制备基于CuPc和C60为活性层的小分子太阳能电池，找到每层最适厚度，在这个厚度下，活性层给体受体的活性最好，因而太阳电池效率最高，达到1.56%。针对有机太阳电池，我们要考虑到每层材料厚度对电池光电特性的影响。关键词：有机太阳电池；能量转换效率；缓冲层中图分类号：O4615InvestigationofphotoelectricpropertiesofSmall-moleculesolarcellsbasedonCuPc：C60LiuChenxi,ChengChuanhui,WangLigang,LiJun,LiangZeshan,GaoGuodong(SchoolofPhysicsandOptoelectronicTechnology,DalianUniversityofTechnology,2025303540LiaoNingDaLian116024)Abstract:InthestructureoforganicphotovoltaiccellswhichisITO(indium-tinoxide)/CuI/CuPc/C60/BCP/Al,theinsertionofCuIbetweenITOandCuPchasasignificantimprovementintheshort-circuitandfillfactor.CuIisusedtoimprovethemolecularorientationofCuPctoabsorbmoreligntandmodifytheanode.EfficiencyoforganicsolarcellsisenhancedbyusingCuIasbufferlayers.ThethicknessofCuPcandC60playanimportantroletoenhancethepropertiesofOPVs.Andweoptimizedthethicknessofeverymaterialwhichisusedintheorganicsolarcellsinthisexperiment.Asaresult,thisstrategyhasimprovedthepowerconversionefficiencyto1.56%becauseoftheimprovementoftheactivelayer.Thethicknessoftheeverylayerisimportanttothedeviceimprovement.Keywords:organicsolarcell;powerconversionefficiency;buffer0引言太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，近些年来受到很大的关注[1,2]。太阳电池能够实现太阳能到电能的转化，而有机太阳电池由于其造价低、重量轻、大面积[3]并且柔性非常好[4]，更是引起科研工作者的极大兴趣[2,5,6]。因此有机太阳电池的效率研究也成为一大热点。基于CuPc与C60异质结构[7]太阳电池很早就有了研究[8]，CuPc[9]是一种p型材料用做空穴注入，为电子受体[4]，并对在550-800nm光谱范围内的光有很大的吸收；C60是一种广泛应用的电子给体，用做电子注入的n型材料[6,10,11]。CuI的出现[12]对有机太阳电池起了很大的推进作用，通过使用CuI可以有效地提高太阳电池效率[1]。BCP修饰Al电极，起到激子阻挡作用，CuPc和C60的分子结构[13]如图1。在本文中，我们做的器件结构主要为：ITO/CuI/CuPc/C60/BCP/Al，我们分析了CuI的作用，并优化了每层的厚度[14]，为以后深入研究有机太阳电池做了充分准备，并对这种器作者简介：刘晨曦，（1986-），男，硕士，主要研究方向：有机光伏电池。通信联系人：程传辉，（1979-），男，副教授，主要研究方向：有机光伏电池，OLED。E-mail:cheng_ch79@yahoo.com.cn-1-件的光电特性及机理进行了研究。4550556065图1(a)有机太阳电池器件结构，(b)CuPc分子结构，(c)C60分子结构Fig.1(a)thestructureoftheorganicsolarcell,(b)thechemicalstructureoftheacceptor,(c)thechemicalstructureofthedonor1实验本实验中，器件的制备主要分成三个部分：首先是准备工作，在ITO(Ω/ϒ)玻璃衬底(3×3cm2)上贴两条宽6mm的透明胶布，然后放在稀盐酸中腐蚀5min，在腐蚀的过程中加入Zn粉并用玻璃棒搅动以提高腐蚀速度及均匀程度，腐蚀以后用去离子水冲洗干净，然后去掉透明胶布，用丙酮棉和酒精棉把片子擦拭干净，依次用丙酮和酒精超声15min，除去表面的碳氢化合物，再用去离子水超声10min，取出，放入烘箱中在76℃的条件下烘干。与此同时，我们把实验所需要的材料放入真空室中并抽真空。然后，把烘干的ITO片子放入有机蒸发台的预处理室中，进行氧等离子体预处...