有機光電器件的激光成型

更新時間：2024-05-20

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有機光電器件的激光成型

利用 S neox 的共聚焦功能和 150 倍物鏡，可以監(jiān)視寬度為幾微米、深度約為 100 nm 的激光筆跡線

卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (KIT) 的有機光伏小組研究有機太陽能電池和半導(dǎo)體器件的制造、優(yōu)化和仿真。我們的研究重點是評估新材料、沉積技術(shù)和器件制造，包括從單層沉積和結(jié)構(gòu)化到器件表征等所有步驟。

這項工作的目的是制造適用于照明設(shè)備的大型有機發(fā)光二極管 (OLED)。這要求 OLED 間進(jìn)行隱形串聯(lián)，以減少器件電流，從而減輕歐姆損耗。飛秒激光用于選擇性地構(gòu)造層。

OLED 中的半透明電極的高電阻導(dǎo)致嚴(yán)重的歐姆損耗。歐姆損耗導(dǎo)致器件發(fā)出不均勻的光。可以通過串聯(lián)較小的 OLED 解決此問題。器件的較小面積限制了電流，因此減少了器件上的總功率損耗，同時保持了相同的亮度。

若要單片串聯(lián)器件，需要執(zhí)行三個模式化步驟（以下稱為 P1、P2 和 P3，如圖 1 所示）。 P1：電隔離底部電極； P2：連接頂部和底部電極；
以及 P3：分離頂部電極。 P1-P3 之間的區(qū)域不發(fā)光，因此應(yīng)減小至**限度。激光燒蝕是構(gòu)造 P1、P2 和 P3 并減少無源區(qū)域的一種行之有效的方法。

顯示三個模式化步驟 P1、P2 和 P3

要構(gòu)造 P2，保持底部電極不受損傷則是至關(guān)重要的。在這種例子中，P2 由三個不同的層組成，即 SuperYellow/PEI/ZnO。三層的總厚度在 50-60nm 之間。

圖 2 顯示了在 F=210 mJ/cm2 和 95% 脈沖重疊的情況下，在λ= 550 nm 處的激光筆跡線的 3D 輪廓。燒蝕深度超過 60 nm，底部電極被部分移除（深藍(lán)色區(qū)域）。

em>圖 2</em>.激光筆跡線的 3D 輪廓（λ=550 nm，F(xiàn)=210 mJ/cm2，95% 脈沖重疊）圖 3 顯示了在 F=110 mJ/cm2 和 85% 脈沖重疊的情況下，在λ= 550 nm 處的激光筆跡線的 3D 輪廓。

Figure 3. 3D contour of a laser written-line (λ=550 nm, F=110 mJ/cm2 and 85 % pulse overlap)

燒蝕深度在 60 nm 時最佳化。ITO 的損傷可忽略不計，不會影響器件性能。圖 4 顯示了優(yōu)化激光筆跡線的輪廓線。輪廓顯示燒蝕深度約為 50 nm，線寬小于 5μm。

<em>圖 4</em>.激光筆跡線輪廓（λ=550 nm，F(xiàn)=110 mJ/cm2，85% 脈沖重疊）

使用 S neox共聚焦功能和 150X 物鏡，可以監(jiān)視寬度為幾微米，深度約為 100 nm 的激光筆跡線。該儀器可通過測量薄膜層來檢測非選擇性燒蝕。