為了使有機光伏電池有高吸收力，我們在3-4討論的最佳結構(
CuPc厚度25 nm，C60厚度50 nm)中加入DCJTB。我們摻雜wt.50% DCJTB
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到CuPc層，得到很低的短路電流1.2(mA/cm2)，開路電壓為0.50(V)，
填充因子為20.6%以及最大效率為0.124%，如圖.3-5.1
(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-5.1 元件 1 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(50%)DCJTB:CuPc(25 nm)/C60(50 nm)/BCP(10 nm)
/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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然後改變DCJTB的濃度為wt.1%以及wt.100%(即沒有CuPc)，DCJTB 濃度為wt.1%時，得到的短路電流為3.16(mA/cm2)，開路電壓為0.49(V )，填充因子為35.3%以及最大效率為0.549%，如圖.3-5.2。
(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-5.2 元件 2 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(1%)DCJTB:CuPc(25 nm)/C60(50 nm)/BCP(10 nm)
/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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當濃度為wt.100%時(使用DCJTB完全取代CuPc)，得到的短路電流 為1.24(mA/cm2)，開路電壓為0.46(V)，填充因子為18.5%以及最大效 率為0.105%，如圖.3-5.3。
(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-5.3 元件 3 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線
ITO/DCJTB(25 nm)/C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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對於這樣的結果，估計原因在於摻雜層的載子遷移率太低。當 DCJTB(載子遷移率<1.0*10−6cm2/V-s)摻雜到CuPc(載子遷移率=7.0*
10−3cm2/V-s)時，摻雜層的載子遷移率下降並且得到較低的短路電流 和填充因子，導致元件的效率減少，整理如表3-5。
表3-5 CuPc層中不同的DCJTB濃度時OPV cell的性能
3-6 調整CuPc層中pentacene的濃度(x=25 nm，y=50 nm)
對於3-5的結果，我們猜測載子遷移率的增加也導致了效率的提 升，所以我們用高載子遷移率的有機材料pentacene(載子遷移率=1.5 cm2/V-s)摻雜到CuPc層。在測試濃度時，我們摻雜wt.3%, 5%和7%的 pentacene到CuPc層。結構為ITO/(s%)pentacene:CuPc(25 nm)/C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)。在濃度為wt.3%時，得到 短路電流為6.00(mA/cm2)，開路電壓為0.44(V)，填充因子為47.6%
以及最大效率為1.258%，如圖.3-6.1。
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(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-6.1 元件 1 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(3%)pentacene:CuPc(25 nm)/C60(50 nm)
/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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在濃度wt.5%有最佳特性，短路電流為6.52(mA/cm2)，開路電壓 為0.44(V)，填充因子為48.3%以及最大效率為1.386%，如圖.3-6.2。
(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-6.2 元件 2 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(5%)pentacene:CuPc(25 nm)/C60(50 nm)
/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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在濃度為wt.7%時，得到的短路電流為6.08(mA/cm2)，開路電壓 為0.44(V)，填充因子為49.0%以及最大效率為1.309%，如圖.3-6.3。
(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-6.3 元件 3 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(7%)pentacene:CuPc(25 nm)/C60(50 nm)
/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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由結果來推理有機光伏電池的效率由載子移動率來決定，整理如 表3-6。
表3-6 CuPc層中不同的pentacene濃度時OPV cell的性能
3-7 調整CuPc層中DCJTB的厚度(x=25nm，y=50nm，s=5%)
我們試著加入一層DCJTB來增加元件的吸收力，所以我們在CuPc 層與C60之間加入了0.5 nm和1 nm厚度的DCJTB層。因為DCJTB的載子 遷移率低，所以DCJTB層應該要很薄，結構為ITO/(5%)pentacene:CuPc (25 nm)/DCJTB(l nm)/ C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm) /LiF(80 nm)。在DCJTB厚度為0.5 nm時，得到的最好特性為短路電流6.80 (mA/cm2)，開路電壓為0.44(V)，填充因子為49.0%以及最大效率為 1.465%，如圖.3-7.1。
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(a) 黑暗中J-V特性曲線
(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-7.1 元件 1 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(5%)pentacene:CuPc(25 nm)/DCJTB(0.5 nm) /C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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在厚度為1 nm時，得到的最好特性為短路電流5.34(mA/cm2)，開 路電壓為0.43(V)，填充因子為51.1%以及最大效率為1.171%，如圖.3 -7.2，整理如表3-7。
表3-7 在CuPc與C60層之間不同的DCJTB厚度時OPV cell的性能
(a) 黑暗中J-V特性曲線
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(b) 照度100 mW/cm2中J-V特性曲線
圖.3-7.2 元件 2 在暗與照光 100 mW/cm2的 J-V 特性曲線 ITO/(5%)pentacene:CuPc(25 nm)/DCJTB(1 nm) /C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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之後我們在CuPc與C60之間加入一個吸收力提升層DCJTB，有機光 伏電池的效率也從1.386%增加到1.465%。
最後，此有機光伏電池的最佳結構為ITO/(5%)pentacene:CuPc (25 nm)/DCJTB(0.5 nm)/ C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)，如圖.4。一般來說，pentacene摻雜濃度與DCJTB的厚度會直接 的影響短路電流與效率。
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圖.4 p-n 接面 OPV cell 的最佳結構
ITO/(4%)pentacene:CuPc(25 nm)/DCJTB(0.5 nm) / C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Al(100 nm)/LiF(80 nm)
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