通过扫描隧道显微镜与光谱技术研究小分子/富勒烯有机太阳能电池的界面能级分布与纳米有序结构

摘要： 利用液/固界面的扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道谱（STS），分析了低分子量分子DRCN5T及其与[70]PCBM的共混薄膜（厚度：<700皮米）在不同温度热退火处理后的形貌演变过程及能级排列情况。这些薄膜在未经热退火时呈现蠕虫状无定形态；而在120°C热退火后，小分子薄膜区域通过X射线衍射证实发生结晶：结构几何形态转变为规则有序阵列。通过STS确定了半导体体异质结（共混薄膜）在给体-受体界面的能带图谱，其形貌特征与能量特性可与有机太阳能电池（OSC）性能相关联。当结合文献报道的其他技术所采用的热处理与溶剂蒸汽退火工艺时，基于DRCN5T的OSC器件展现出高达9.0%的良好功率转换效率。