元件製作流程

(1)ITO 玻璃基板的圖樣化(pattern)：

首先用玻璃清潔劑(Detergent)與丙酮搓洗 ITO 玻璃基板，隨後置入 DI water 中進行超音波震盪，最後再將ITO 玻璃表面稍微吹乾並放置在加熱板上烤乾。將 烤乾的ITO 玻璃放置室溫冷卻後，利用旋轉塗佈方式將正型光阻均勻塗佈在基板 表面，接著置於加熱板上，以90℃烘烤 40～50 秒。再將所需圖樣之光罩與 ITO 玻璃準確地對位，利用紫外曝光機進行曝光，曝光完成後之ITO 玻璃放入顯影液 中進行顯影，完成後即可用DI water 沖洗乾淨並利用 HCl 進行蝕刻，最後在把蝕 刻完成定義圖樣的ITO 玻璃用丙酮將表面之光阻去除即可，本實驗所使用 ITO 玻 璃大小與圖樣如圖3-12。

圖3-12 ITO 基板經圖樣化前後圖樣對照，灰色部分代表 ITO

(2)ITO 基板清洗、表面處理及旋轉塗怖 PEDOT：PSS：

首先利用氮氣槍將預先蝕刻圖樣化處理後之 ITO 銦錫氧化物導電玻璃表面 的可見灰塵去除，接著使用玻璃清潔劑(Detergent)去除玻璃殘存的油脂並以 DI Water 進行沖洗，結束後置入超音波震盪器依序以丙酮、異丙醇及 DI water 進行 震盪，最後即可將 ITO 玻璃表面用氮氣槍吹乾並置入烘箱以去除表面殘留的水 份。在旋轉塗佈PEDOT:PSS 前先將清洗後的 ITO 基板置於 UV-Ozone 臭氧產生 機中進行表面處理 15 分鐘，這個步驟可以清除殘存於基板表面的有機污染物、

提高 ITO 功函數以降低有機主動層材料 HOMO 與陽極間能障差，此外，增加了 ITO 表面的親水性以利於 PEDOT:PSS 附著[26]。表面處理後，導電高分子 PEDOT:PSS 以轉速 4000rpm 旋轉塗佈成膜後，置於 120℃的 Hot Plate 進行一小 時烘烤。

(3)利用微接觸列印(microcontact printing)將 SAMs 圖樣化於 PEDOT:PSS 表面：

將 前 述 製 作 完 成 的 PDMS stamp 浸 沒 於 以 heptane 為 溶 劑 1mM 之 3-[2-(2-Aminoethylamino)ethylamino]propyltrimethoxysilane 中約 30sec。將 PDMS 從SAMs 溶液中取出並用氮氣槍稍微吹乾，接著施予約為 200g 外部壓力使 PDMS mold 直接與 UV-Ozone 表面處理過的 PEDOT:PSS 表面接觸數十秒，最後再慢慢 地將PDMS 脫離 PEDOT 表面。而上述整個微接觸列印步驟成功地將 SAMs 依照 PDMS mold 圖形沉積於 PEDOT 表面。以上作業均在乾淨的平台氣流式(laminar

flow hood)無塵空間內完成，接著將完成圖樣化之基板移至充滿氮氣的手套箱 (Glove Box)，其水、氧含量都保持在 2 p.p.m.以下。

(4)旋轉塗佈有機感光層(P3HT/PCBM)：

先 將 P3HT、 PCBM 以 1： 1 之重量比置入手套箱中，接著以濃度為 2wt%(20mg/ml)溶於 DCB 中，並利用加熱攪拌器以 40℃攪拌 48 小時以上。材料 溶解完成後，以轉速600rpm 將主動層混合材料旋轉塗佈於 PEDOT:PSS 表面後立 刻置於塑膠培養皿中以降低溶劑揮發速率。最後在基板移入真空蒸鍍機前以 110℃於 hot plate 上熱退火處理 15 分鐘。

(5)熱蒸鍍陰極金屬與元件封裝：

熱處理後的基板確實地放入特定圖樣之shadow mask 並移至熱蒸鍍的真空腔 體內，利用油氣擴散幫浦將真空度抽至 6×10^-6以下即可開始蒸鍍陰極材料 Ca、

Al。蒸鍍速率維持在 2～3 angstrom per sec，鈣厚度 30nm，鋁厚度 100nm，元件 主動區域面積為0.12cm²，而圖3-13 為元件製作過程及高分子混合薄膜自主性排 列示意圖。熱蒸鍍完成後冷卻至室溫並在手套箱內進行元件封裝作業，封裝為利 用蓋玻片配合epoxy 來對太陽能電池主動區域封裝，利用 epoxy 吸收 UV 光會硬 化的特性，使得主動區域被蓋玻片密封住以減少金屬與有機主動層受到水、氧影 響。

圖3-13 本實驗元件製作流程及 polymer blend 自主性排列(self-alignment)示意圖