一种降低光敏性装置的串联电阻的方法，包括：提供布置在透明基底上的第一导电材料的透明膜；在第一导电材料上沉积并图案化掩模，使得在掩模中的开孔具有其狭窄部分靠近基底的倾斜侧面；将第二导电材料直接沉积到在掩模的开孔中暴露的第一导电材料上，至少部分地填充开孔；剥去掩模，留下由在掩模开孔中的沉积物形成的第二导电材料的凹入结构；剥去掩模之后，将第一有机材料沉积到凹入结构之间的第一导电材料上；和在凹入结构之间沉积的第一有机材料上定向地沉积第三导电材料，凹入结构的边缘对齐沉积，从而第三导电材料不直接接触第一导电材料且不直接接触第二导电材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及有机光敏性光电子装置的制造。更具体地，本 专利技术涉及一种建造具有低电阻透明电极的有机光敏性光电子装置的方 法。
技术介绍
光电子装置依赖于材料的光学和电子性能，从而电子地产生或检 测电磁辐射或从环境电磁辐射产生电流。光敏性光电子装置将电磁辐射转换成电信号或电流。太阳能电池， 也称为光伏("PV")装置，是一种特别用来产生电能的光敏性光电子装 置。光电导体电池是一种与检测该装置的电阻的信号检测电路联合使 用以检测因吸收光而产生的变化的光敏性光电子装置。可以接受施加 的偏电压的光检测器是一种与测定光检测器暴露于电磁辐射时产生的电流的电流检测电路联合使用的光敏性光电子装置。可以根据是否出现如下面定义的整流结并还根据是否用外部施加 的电压也称为偏电压运行该装置来区分这三类光敏性光电子装置。光 电导体电池没有整流结，通常在偏电压下运行。PV装置具有至少一个 整流结，没有偏电压地运行。光检测器具有至少一个整流结，常常但 不总是在偏电压下运行。如这里使用的，术语"整流"尤其表示界面具有非对称传导特性， 即该界面优先在一个方向上支持电子电荷传输。术语"半导体"表示 当热或电磁激发感应电荷载体时能传导电的材料。术语"光电导性" 一般地涉及电磁辐射能被吸收并从而转变成电荷载体的激发能从而载 体能在材料中传导(即传输)电荷的过程。术语"光电导性材料"是 指因吸收电磁辐射以产生电荷载体的性能而被利用的半导体材料。如 这里使用的，"顶端"是指离基底最远，而"底部"是指离基底最近。 如果不指出第一层"物理地接触"第二层，可以具有插入层。当合适能量的电磁辐射入射在有机半导体材料上时，可以吸收光 子以生产激发的分子态。在有机光电导性材料中， 一般认为产生的分 子态是"激子"，即以准粒子传输的束缚态的电子-空穴对。激子在成 对复合("淬灭")之前可以具有显著的寿命，成对复合指相互复合 的原始电子和空穴(与来自其它对的空穴或电子复合相反)。为生产 光电流，形成激子的电子-空穴通常在整流结处分开。在光敏性装置的情况中，整流结称为光伏异质结。有机光伏异质 结的类型包括在施主材料与受主材料的界面形成的施主-受主异质结和在光电导性材料与金属的界面形成的肖特基-势垒(Schottky-barrier)异质结。图1是说明示例性施主-受主异质结的能级图。在有机材料的环境中，术语"施主"和"受主"是指两个接触但不同的有机材料的最高占有分子轨道("HOMO")和最低未占有分子轨道("LUMO")能 级的相对位置。如果接触另一种材料的一种材料的LUMO能级较低， 那么该材料是受主。否则它是施主。在没有外部偏电压下，在施主-受 主结的电子移动到受主材料中是能量有利的。如这里使用的，如果第一能级更接近真空能级10，那么第一 HOMO或LUMO能级比第二 HOMO或LUMO能级大或高。较高的 HOMO能级对应着相对于真空能级具有较小绝对能量的电离势能 ("IP")。类似地，较高的LUMO能级对应着相对于真空能级具有 较小绝对能量的电子亲和势("EA")。在常规的能级图中，顶端是 真空能级，材料的LUMO能级比相同材料的HOMO能级高。在光子6吸收在施主152或受主154中产生激子8之后，激子8 在整流界面分离。施主152传输空穴(没有涂黑的圆圈)，受主154 传输电子(涂黑的圆圈)。有机半导体中重要的性能是载体迁移率。迁移率测定电荷载体响 应电场而可以移动通过传导材料的容易性。在有机光敏性装置的环境 中，由于高电子迁移率而优选由电子传导的材料可以称为电子传输材 料。由于高空穴迁移率而优选由空穴传导的材料可以称为空穴传输材 料。由于迁移率和/或在装置中的位置而优选由电子传导的层可以称为 电子传输层("ETL")。由于迁移率和/或在装置中的位置而优选由 空穴传导的层可以称为空穴传输层("HTL")。优选地，但不必需地， 受主材料是电子传输材料，施主材料是空穴传输材料。基于载体迁移率和相对HOMO和LUMO能级怎样使两种有机光 电导性材料成对以在光伏异质结中充当施主和受主在本领域中是公知 的，这里不解释。如这里使用的，术语"有机"包括聚合材料以及可以用来制造有 机光电子装置的小分子有机材料。"小分子"是指不是聚合物的任何 有机材料，"小分子"可以实际上相当大。在一些情况中小分子可以 包括重复单元。例如，使用长链垸基作为取代基不从"小分子"类别 中排除该分子。小分子也可以引入到聚合物中，例如作为聚合物骨架 上的支链基团或作为骨架的一部分。小分子也可以充当树状大分子的 核部分，该树状大分子由一系列建造在该核部分上的化学壳组成。树 状大分子的核部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树状大分子可以 是"小分子"。 一般地，小分子具有确定的化学式，分子量随分子也 相同，而聚合物具有确定的化学式，但分子量可以随分子而变化。如 这里使用的，"有机"包括烃基配体和杂原子取代的烃基配体的金属 络合物。对于有机光敏性装置领域状态的另外的背景解释和描述，包括它 们的一般结构、特性、材料和特征，这里引入授权给Forrest等的美国 专利第6,657,378号、授权给Forrest等的美国专利第6,580,027号和授 权给Bulovic等的美国专利第6,352,777号供参考。
技术实现思路
公开降低光敏性装置的串联电阻的方法和结构。所述方法包括提供布置在透明基底上的包含第一导电材料的电 极；在第一导电材料上沉积并图案化掩模使得掩模中的开孔具有其狭 窄部分靠近基底的倾斜侧面；将第二导电材料直接沉积到在掩模的开 孔中暴露的第一导电材料上，至少部分地填充开孔；剥去掩模，留下 由在掩模的开孔中的沉积物形成的第二导电材料的凹入结构；剥去掩 模之后，将第一有机材料沉积到凹入结构之间的第一导电材料上；和 在凹入结构之间沉积的第一有机材料上沉积第三导电材料，凹入结构 的边缘对齐沉积从而第三导电材料不直接接触第一导电材料且不直接 接触第二导电材料。第二导电材料可以具有与第一导电材料类似的导电率或可以更加 导电。透明电极的第一导电材料可以是金属或金属代替物。这样的金属 除了别的以外，还包括氧化物和聚合物。 一个示例性导电性氧化物是 简并的半导体氧化物。第二导电材料可以是金属或金属代替物。所述方法可以进一步包括使在凹入结构之间沉积的第三导电材 料电互连。除了别的方式以外，这还可以通过作为布线步骤的一部分 形成互连/通道或通过构造凹入结构从而第三导电材料在沉积时形成单 一连续层而实现。可以使用上述步骤产生施主-受主异质结或肖特基-势垒异质结。为 形成施主-受主异质结，所述方法可以进一步包括在第一有机材料上 沉积第二有机材料，第一和第二有机材料形成平面的、块状或混合式 施主-受主异质结。或者，所述方法可以进一步包括用第一有机材料 沉积第二有机材料，第一和第二有机材料形成混合、块状或混合式施 主-受主异质结。为形成肖特基-势垒异质结，第一导电材料可以是形成肖特基-势垒 异质结的金属、透明电极和第一有机材料。或者，第三导电材料可以 是形成肖特基-势垒异质结的金属、第三导电材料和第一有机材料。可 以用于透明电极的结构的一个例子是物理接触透明基底的片。附图说明图1是说明施主-受主异质结的能级图。图2说本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括： 提供布置在透明基底上的包含第一导电材料的透明膜； 在所述第一导电材料上沉积并图案化掩模，使得在所述掩模中的开孔具有其狭窄部分靠近所述基底的倾斜侧面； 将第二导电材料直接沉积到在所述掩模的所述开孔中暴露的所述第一导电材料上，至少部分地填充所述开孔； 剥去所述掩模，留下由在所述掩模的所述开孔中的所述沉积形成的所述第二导电材料的凹入结构； 在所述剥去之后，将第一有机材料沉积到在所述凹入结构之间的所述第一导电材料上；和 在所述凹入结构之间沉积的所述第一有机材料上沉积第三导电材料，所述凹入结构的边缘对齐沉积，从而所述第三导电材料不直接接触所述第一和第二导电材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬R福里斯特，薛剑耿，
申请(专利权)人：普林斯顿大学理事会，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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