正结构有机太阳能电池制造技术

一种正结构有机太阳能电池，依序包含透光基板、透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层及阴极，其中在阴极采用铝电极结合银电极的双层结构的设计，是以成本低廉的铝金属作为主要的电极材料，再以较薄的银金属覆盖于铝电极上方作为保护层，据此，可明显改善封装后因水氧渗透进入组件而致使组件裂化的问题，以延长组件的使用寿命。

Organic solar cell with positive structure

【技术实现步骤摘要】
正结构有机太阳能电池
本专利技术涉及一种正结构有机太阳能电池(normalstructurepolymersolarcell)，特别是有关于一种具有双层阴极结构的正结构有机太阳能电池。
技术介绍
在现有的高分子有机太阳能电池中，如图1所示，其基本结构由下而上依序包含玻璃基板10、阳极20、电洞传输层30、主动层40、电子传输层50及阴极60，其产生电流的原理主要是利用太阳光的照射，会在主动层40结构中产生电子与电洞对，进而造成电子与电洞分离并分别往电池的顶部和底部运动，其中电洞经由电洞传输层30而被阳极20所收集，电子沿着电子传输层50而注入阴极60，再结合外电路导通后，形成电压降，以产生电能。早期有机太阳能组件制造中，尚未发展出成熟的封装技术。而在反结构有机太阳能电池组件中，普遍采用高稳定性的银电极作为最上层电极，可以有效阻隔水氧的渗透。然而，正结构有机太阳能电池因为存在银电极与主动层40的功函数不匹配的问题以及银电极的高成本问题，对于阴极60金属的选择，大部分是以铝电极为首选，组件制作完成后，再进行封装，也能达到高阻隔水氧的效益。但是封装技术并无法完全阻隔水氧进入封装组件内部，因此，不可避免的是，当组件长期置放于非氮气环境之中，仍有极少量的水氧会经由封装交接处的树脂渗入组件内部，导致组件材料劣化，对于有机太阳能电池组件的长期稳定性有不利影响。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种正结构有机太阳能电池，采用了双层阴极结构，其以铝电极做为主动层的接触电极，并于铝电极上方增加一层较薄的银电极作为保护层，有助于改善封装过后微量水氧渗入而导致组件裂化的问题，使组件的使用寿命延长。为了实现上述目的，本专利技术提出一种正结构有机太阳能电池，其包括依次由下而上相互迭加的透光基板、透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层及阴极，其中阴极包括铝电极和银电极，铝电极连接电子传输层，银电极连接铝电极，且铝电极的厚度至少为60纳米，有足够的厚度使表面的铝电极不易受下层接口层的影响，银电极的厚度小于50纳米，以保护封装后少量渗入的水气与铝电极反应，以增加正结构有机太阳能电池的稳定性。在本专利技术的其中的一个实施例中，还包括封装覆盖层，封装覆盖层包覆于透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层和阴极的外周，并与透光基板利用封装胶作接合封装。在本专利技术的其中的一个实施例中，封装覆盖层为透光玻璃或塑料。在本专利技术的其中的一个实施例中，透光基板为玻璃基板或塑料基板。在本专利技术的其中的一个实施例中，透光导电阳极为铟锡氧化物(ITO)、氟锡氧化物(FTO)、锑锡氧化物(ATO)或氧化锌铝(AZO)的薄膜。在本专利技术的其中的一个实施例中，电洞传输层为聚二氧乙基噻吩：聚苯乙烯磺酸复合物(PEDOT：PSS)、[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺](TFB)或聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)-联苯胺](PTPD)。在本专利技术其中的一个实施例中，主动层为高分子聚合物：富勒烯或非富烯受体材料及其衍生物。在本专利技术其中的一个实施例中，主动层为PBDTTT-EFT：PCBM、PBDB-T：ITIC、PBDTTT-EFT：PC71BM、或P3HT：PCBM，并使用氯苯或甲苯为溶剂所制成。在本专利技术其中的一个实施例中，电子传输层为氧化锆(ZrOx)、氧化锌(ZnO)或氧化钛(TiO2)。底下利用具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达到的功效。附图说明图1为一种现有技术的正结构有机太阳能电池的结构示意图。图2为本专利技术实施例的正结构有机太阳能电池的结构示意图。图3为具有双层阴极结构和具有单层阴极结构的正结构有机太阳能电池分别进行水气渗透的加速老化测试的组件劣化情形。图4为具有双层阴极结构和具有单层阴极结构的正结构有机太阳能电池分别置于户外进行老化测试的组件劣化情形。图5为使用不同银电极厚度的具有双层阴极结构的正结构有机太阳能电池分别进行水气渗透的加速老化测试的组件劣化情形。附图标记说明：10玻璃基板20阳极30电洞传输层40主动层50电子传输层60阴极110透光基板120透光导电阳极130电洞传输层140主动层150电子传输层160阴极161铝电极162银电极170封装覆盖层171封装胶具体实施方式以下通过具体的实施例进一步说明本专利技术的技术方案，具体实施例不代表对本专利技术保护范围的限制。其他人根据本专利技术理念所做出的一些非本质的修改和调整仍属于本专利技术的保护范围。本专利技术中，例如“主动层为高分子聚合物：富勒烯或非富烯受体材料及其衍生物”，表示前者(高分子聚合物)和后者(富勒烯或非富烯受体材料及其衍生物)相互混掺而成。再例如，“PBDB-T：ITIC”表示前者(PBDB-T)和后者(ITIC)相互混掺而成。请参照图2，其显示本专利技术的实施例所提供的正结构有机太阳能电池的结构示意图。本实施例的正结构有机太阳能电池主要是在透光基板110的上表面依次迭层制作出透光导电阳极120、电洞传输层130、主动层140、电子传输层150和阴极160。其中阴极160为双层阴极结构，包括有铝电极161和银电极162，铝电极161连接电子传输层150，银电极162连接铝电极161，且铝电极161的厚度至少为60纳米，银电极162的厚度则小于50纳米；例如，本实施例中铝电极161的厚度为100纳米，银电极162的厚度为20纳米。接着，在透光导电阳极120、电洞传输层130、主动层140、电子传输层150和阴极160的外周包覆设置有封装覆盖层170，并使用封装胶171将封装覆盖层170与透光基板110作接合封装。本实施例中，透光基板110可为玻璃基板或塑料基板；透光导电阳极120可为铟锡氧化物(ITO)、氟锡氧化物(FTO)、锑锡氧化物(ATO)或氧化锌铝(AZO)的薄膜；电洞传输层130可为聚二氧乙基噻吩：聚苯乙烯磺酸复合物(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)：poly(styrenesulfonate)，PEDOT：PSS)、[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺](poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)，TFB)或聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)-联苯胺](poly[N，N’-bis(4-butylphenyl)-N，N’-bis(phenyI)-benzidine]，PTPD)；主动层140可为高分子聚合物：富勒烯或非富烯受体材料及其衍生物，例如，PBDTTT-EFT：PCBM、PBDB-T：ITIC、PB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正结构有机太阳能电池，其特征在于，包括依次由下而上相互迭加的透光基板、透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层及阴极，其中所述阴极包括铝电极和银电极，所述铝电极连接所述电子传输层，所述银电极连接所述铝电极，且所述铝电极的厚度至少为60纳米，所述银电极的厚度小于50纳米。/n

【技术特征摘要】
20191125 TW 1081427451.一种正结构有机太阳能电池，其特征在于，包括依次由下而上相互迭加的透光基板、透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层及阴极，其中所述阴极包括铝电极和银电极，所述铝电极连接所述电子传输层，所述银电极连接所述铝电极，且所述铝电极的厚度至少为60纳米，所述银电极的厚度小于50纳米。


2.如权利要求1所述的正结构有机太阳能电池，其特征在于，还包括封装覆盖层，所述封装覆盖层包覆于所述透光导电阳极、所述电洞传输层、所述主动层、所述电子传输层和所述阴极的外周，并与所述透光基板利用封装胶作接合封装。


3.如权利要求2所述的正结构有机太阳能电池，其特征在于，所述封装覆盖层为透光玻璃或塑料。


4.如权利要求1所述的正结构有机太阳能电池，其特征在于，所述透光基板为玻璃基板或塑料基板。


5.如权利要求1所述的正结构有机太阳能电池，其特征在于，所述透光导电阳极为铟...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟心飞，张志宇，赵宇强，冉晓雯，洪胜富，翁佳宁，杨皓钧，
申请(专利权)人：财团法人交大思源基金会，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71