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基于C60受体和有机分子给体的太阳能电池是目前非常重要的一个研究热点, 利用同步辐射真空紫外光电子能谱(SRUPS) 技术研究了酞菁铁(FePc)与TiO2(110)及C60的界面电子结构, 以及FePc与C60分子混合薄膜的电子结构. SRUPS价带谱显示, FePc沉积在化学计量比与还原态两种不同的TiO2(110)表面时, FePc分子的HOMO能级均随FePc厚度的变化发生了移动, 而在化学计量比的TiO2(110)表面位移较大, 同时发生界面能带弯曲, 说明存在从有机层向衬底的电子转移. 在FePc/C60和C60/FePc界面形成过程中, FePc与C60分子的最高占据分子轨道(HOMO)位移大小基本相同. 由界面能级排列发现, 在FePc与C60的混合薄膜中, FePc分子的HOMO与C60分子的最高占据分子轨道能级差较大, 这有利于提高器件开路电压, 改善器件性能.

关键词:

Abstract

The electronic structures at the interfaces of iron phthalocyanine (FePc)/TiO2(110), FePc/C60 and FePc:C60 blends are studied in situ by synchrotron radiation-based ultraviolet photoelectron spectroscopy (SRUPS). It is found that the interaction between organic molecules and the surface of reduced rutile TiO2(110) is stronger than that of the stoichiometric TiO2(110) interface. The energy level alignments at the FePc/C60 interface and FePc:C60 blends are drawn based on the evolutions of the interfacial electronic structures. From the SRUPS spectra, the band bending energies are found to be 0.45 eV in the C60 layer and 0.1 eV in the FePc layer at the FePc/C60 interface. The interface dipole energy is 0.2 eV at the FePc/C60 interface. The offsets between the HOMO of FePc and LUMO of C60 are 0.85 eV at FePc/C60 and 1.04 eV at FePc:C60 blends, which indicates that the blend films can improve the efficiency of the relevant optical-electric devices.

Keywords:

作者及机构信息

1.

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 10975138, 11175172)资助的课题.

Authors and contacts

1.

Funds:Preject supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10975138, 11175172).

参考文献

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