低能氨离子/基团扩散对铟锡氧化物薄膜电学性质的影响规律

• 作者: 丁万昱 刘世民 刘智慧 刘超前 姜薇薇 崔云先 巨东英 张鑫 王全 王华林 王楠 赵世平 马艳平
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 铟锡氧化物 择优取向 NHx离子/基团 电学性质
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 227-236
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200860

摘要

有机-无机杂化甲氨铅碘类钙钛矿太阳能电池在制备及使用过程中, 甲氨铅碘层中的甲基铵离子易分解为甲基离子/基团和氨离子/基团, 其中氨离子/基团可以扩散进入铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)透明电极层, 并影响ITO的电学性质. 本文通过低能氨离子束与ITO薄膜表面相互作用, 研究低能氨离子/基团在ITO薄膜表面扩散过程, 及其对ITO薄膜电学性质的影响规律. 研究结果表明, 低能氨离子/基团在ITO薄膜表面扩散过程中, 主要与ITO晶格中的O元素结合形成In/Sn—O—N键. ITO不同晶面的O元素含量不同, 低能氨离子/基团能够在无择优ITO薄膜表面的各个晶面进行扩散, 因此将严重影响其电学性质, 导致无择优ITO薄膜电阻率增加约6个数量级. 但(100)择优取向ITO薄膜的主晶面为(100)晶面, 最外层由In/Sn元素构成, 不含O元素. 因此(100)择优取向ITO薄膜能够有效地抑制低能氨离子/基团扩散, 并保持原始电学性质. 最终, (100)择优取向ITO薄膜有望成为理想的有机-无机杂化甲氨铅碘类钙钛矿太阳能电池用透明电极层材料.