等離子體表面處理清洗,對有機光伏電池表面,有何作用呢?

銦錫氧化物(ITO)作為一種重要的透明半導體材料，不僅具有穩定的化學性質，而且具有優良的透光性和導電能力，因此在光電子工業中得到了非常廣泛的應用。

ITO的導帶主要由In和Sn的5s軌道組成，而價帶則是氧的2p軌道佔主導地位，氧空位及Sn取代摻雜原子構成施主能級並影響導帶中的載流子濃度，ITO由於沉積過程中在薄膜中產生氧空位和Sn摻雜取代而形成高度簡併的n型半導體，其費米能級Er位於導帶底Ec之上，從而具有很高的載流子濃度和較低的電阻率。

另外， ITO的光學帶隙較寬，因此它對可見光和近紅外光都具有很高的透過率。由於ITO薄膜具有上述獨特性質，所以它被廣泛應用於光伏電池、電致發光、液晶顯示、傳感器和雷射器等光電器件中。

等離子體表面處理-誠峰智造

眾所周知，ITO屬於非化學計量學化合物，沉積條件、後處理工藝和清洗方法等因素都將明顯影響其表面性能。特別是其表面的表面形態和化學組分，從而影響ITO薄膜與有機層之間的界面特性，進而影響器件的光電性能。

因此商用ITO導電玻璃用於製作器件之前，通常需要採用適當的方法對ITO薄膜表面進行處理。通過改進其表面電學性能和表面形態來提高器件的性能。迄今為止，用於ITO表面改性的方法可以分為幹法處理和溼法處理兩種類型。

等離子清洗機設備-誠峰智造

其中，幹法處理通常採用各種電離氣體等離子體對ITO表面進行清洗，來去除其表面汙染、改善其表面形態；而溼法處理則通過不同的有機溶劑在ITO表面鍵合新的活性基團，以達到對其表面進行改性的目的。

採用氧等離子體處理對ITO陽極進行表面改性，處理前後ITO薄膜化學組分、晶體結構、透光性能和方塊電阻的變化可以看出，未處理的ITO表面含有碳元素相關的殘餘汙染物；而經過等離子體處理後，其峰值強度明顯減小，這說明等離子體處理能有效去除ITO表面上的有機汙染物。

等離子體處理在降低了ITO表面的碳濃度的同時，提高了ITO表面的氧濃度。從而改善了ITO表面的化學組分，這對於提高ITO的功函數、改善器件性能是非常重要的。

等離子處理設備-誠峰智造

另外， 採用四探針方法測試處理前後ITO樣品的方塊電阻，發現等離子體處理能夠降低ITO電極的方塊電阻，有利於器件性能的改善。

綜上所述，在幾乎不改變ITO薄膜晶體結構和光學透過率的條件下。等離子體處理不僅降低了ITO的方塊電阻，而且改善了ITO表面的化學組分、提高了ITO的功函數，從而優化了ITO陽極的物理性能。

等離子體表面改性有利於提高有機太陽能電池的能量轉換效率、改善器件的光伏性能，對於提高有機光伏電池的短路電流、填充因子和能量轉換效率都具有重要的作用。