叠层透明导电薄膜的制备及其性能研究.pdf

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2、均巳在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期:ll学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有关保留、使用学位论文的规定，即：中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。(保密的学位论文在解

3、密后适用本授权书）学位论文作者签名：、每指导教师签名：日期：>/r-f>x曰期：学位论文作者毕业后去向:工作单位：电话:通讯地址：邮编:PreparationandCharacterizationofMultilayerTransparentConductiveFilmsByXueZhi-chaoADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofS

4、cienceChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysicsChineseAcademyofSciencesMay,2015III中国科学院大学博士学位论文：叠层透明导电薄膜的制备及性能研究叠层透明导电薄膜的制备及其性能研究薛志超（凝聚态物理）导师：刘星元研究员摘要柔性透明有机光电器件（柔性透明有机发光二极管和柔性透明有机太阳能电池)在我们日常生活有广阔的应用前景。其关键组成之一就是性能优异（低电阻、高透过率、耐弯折等）的柔性透明底电极和顶电极（阴极和阳极），且要求顶电极的制备不

5、能破坏器件的有机活性层。迄今为止，应用最广泛的透明电极材料为铟锡氧化物（ITO），但ITO中的铟元素在自然界中的含量少、价格高，且ITO质地脆、不耐弯折，制备条件苛刻，已不能满足柔性透明光电器件的要求。因此，研制出替代ITO的新型高性能的透明导电薄膜有着重要的意义和价值。近年来，介质/金属/介质（DMD）叠层透明导电薄膜受到人们的广泛关注，它可在室温下制备、成本低、柔韧性好、导电性高、选材范围广，是一种较为理想的柔性透明电极，在有机光电器件的应用中展现出了一定的潜力。面向透明柔性光电器件的要求，目前具有高柔韧性、高湿热稳定性、功函

6、数可调的DMD电极还比较缺乏。考虑到介质材料的性质对DMD电极的透过率、功函数、界面特性等有重要的影响，本论文选取几种介质材料（NiO、SnOx、Bi2O3）和金属Ag膜构筑DMD电极，通过优化各层的厚度，获得高性能的阳极和阴极，并进一步探索其在有机太阳能电池（OPVs）中的应用。具体研究内容如下：(1)首次利用NiO作为介质材料，Ag为金属层，用电子束蒸发方法制备了高性能的叠层透明导电薄膜NiO/Ag/NiO(NAN)，其最大透过率为82%（590-1nm），面电阻7.6Ω·sq，功函数4.7eV，表面粗糙度1.73nm。NAN

7、电极不仅具有良好的透过率、高的电导率和平整度，同时还具有优异的环境稳定性和湿热稳定性。我们以NAN为阳极，PEDOT:PSS作为阳极界面缓冲层，制备了OPV器件，其性能可以与ITO/PEDOT:PSS为阳极的标准器件VI摘要相媲美（5.20%vs.5.76%）。(2)在PET衬底上，制备了高柔韧性、高稳定性的PET/NAN柔性电极，并进一步采用紫外臭氧（UVO）辐照方式，显著提高了NAN电极的功函数（从4.7eV到5.3eV），在不加PEDOT:PSS阳极界面缓冲层的情况下，制备的柔性OPV器件效率高达5.55%，其性能优于PET

8、/ITO/PEDOT:PSS为阳极的标准器件性能（4.42%）。此外，以NAN为电极的柔性太阳能电池展现了很好的耐弯折性，在弯折1000次后，效率依然保持70%以上。(3)我们用末端离子源辅助的电子束热蒸发法制备了SnOx/Ag/SnOx(SAS)