用于有机光伏器件的复合电荷传输层制造技术

本文描述了具有复合电荷传输层的有机光伏器件。一种这样的器件包括：衬底，联接到衬底的第一电极，设置在第一电极上方的第二电极，以及设置在第一电极和第二电极之间的光活性层。该器件还包括设置在光活性层和第一电极或第二电极之间的复合电荷传输层。复合电荷传输层包括电荷传输层和设置在电荷传输层和光活性层之间的金属氧化物夹层。电荷传输层可以是空穴传输层或电子传输层。空穴传输层或电子传输层。空穴传输层或电子传输层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有机光伏器件的复合电荷传输层

技术介绍

[0001]光伏器件通常用于通过使用光伏效应将光转换为电，其中吸收的光引起电子或其他电荷载流子激发到较高能量状态。相反类型的电荷载流子的分离导致可由外部电路利用的电压。可以将光伏器件(诸如光伏太阳能电池)封装在一起以构成诸如太阳能电池板的较大光伏系统的光伏阵列。使用光伏系统发电是继将成为全球的主流电源的一种重要形式的可再生能源。
[0002]利用太阳能所需的表面积仍然是抵消相当大一部分不可再生能源消耗的障碍。因此，需要能够集成到家庭、摩天大楼和汽车的窗玻璃上的低成本、透明的有机光伏(Organic Photovoltaic，OPV)器件。例如，在汽车和建筑中使用的窗玻璃通常分别为透射70
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80％和40
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80％的可见光谱，例如波长为约450nm至650nm的光。低机械灵活性、高模块成本以及更重要的是无机半导体的带状吸收限制了它们对透明太阳能电池的潜在效用。

技术实现思路

[0003]本公开涉及有机光伏器件(OPV)，并且在一些实施例中，涉及包括可见光透明的光活性化合物的可见光透明的光伏器件。可见光透明的光活性化合物在近红外和/或紫外区域中更强地吸收光，而在可见光区域中较弱地吸收光，从而允许它们在可见光透明的光伏器件中使用。所公开的可见光透明的光伏器件包括可见光透明的电极，其中可见光透明的光伏材料位于可见光透明的电极之间。
[0004]有机半导体和分子半导体的光学特性导致高度结构化的吸收光谱，具有与它们的无机对应物的带吸收独特不同的吸收最小值和吸收最大值。然而，尽管存在多种有机半导体和分子半导体，但许多在可见光谱中表现出强吸收，因此不是用于基于窗玻璃的光伏的最优选择。
[0005]本专利技术的
技术实现思路
参考下面给出的各种示例来提供。如下面所使用的，对一系列示例的任何引用将被理解为对这些示例中的每一个示例的独立引用(例如，“示例1
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4”将被理解为“示例1、示例2、示例3或示例4”)。
[0006]示例1是有机光伏器件，其包括：衬底；与衬底联接的第一电极；设置在第一电极上方的第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的一个或更多个光活性层；和设置在一个或更多个光活性层和第一电极或第二电极之间的复合电荷传输层，其中复合电荷传输层包括：电荷传输层；和设置在电荷传输层和一个或更多个光活性层之间的金属氧化物夹层(IL)。
[0007]示例2是一个或多个示例1的有机光伏器件，进一步包括：与复合电荷传输层联接的第二复合电荷传输层，其中第二复合电荷传输层包括：第二电荷传输层；和第二金属氧化物夹层，其与所述第二电荷传输层联接且设置在所述第二电荷传输层和所述一个或更多个光活性层之间。
[0008]示例3是一个或多个示例1的有机光伏器件，其中第一电极是阳极，第二电极是阴极。
[0009]示例4是一个或多个示例1的有机光伏器件，其中电荷传输层是空穴传输层(HTL)。
[0010]示例5是一个或多个示例1的有机光伏器件，进一步包含：设置在第一电极和复合电荷传输层之间的金属氧化物电荷注入层。
[0011]示例6是一个或多个示例1的有机光伏器件，其中第一电极是阴极，第二电极是阳极。
[0012]示例7是一个或多个示例1的有机光伏器件，其中电荷传输层是电子传输层(ETL)。
[0013]示例8是一个或多个示例1的有机光伏器件，进一步包括：设置在复合电荷传输层和第二电极之间的金属氧化物电荷注入层。
[0014]示例9是一个或多个示例1
‑
8的有机光伏器件，其中一个或更多个光活性层包括体异质结光活性层，所述体异质结光活性层包含电子供体材料和电子受体材料的共混物。
[0015]示例10是一个或多个示例1
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9的有机光伏器件，其中有机光伏器件是可见光透明的。
[0016]示例11是一个或多个示例1
‑
10的有机光伏器件，其中电荷传输层具有与一个或更多个光活性层不同的光谱吸收性质。
[0017]示例12是有机光伏器件，其包括：衬底；与衬底联接的第一电极；设置在第一电极上方的第二电极；设置在第一电极和第二电极之间一个或更多个光活性层；和设置在所述第一电极和所述一个或更多个光活性层之间的复合电荷传输层，其中所述复合电荷传输层包括：电荷传输层；和金属氧化物夹层，其与所述电荷传输层联接并且设置在所述电荷传输层和所述一个或更多个光活性层之间。
[0018]示例13是一个或多个示例12的有机光伏器件，进一步包括：与复合电荷传输层联接的第二复合电荷传输层，其中第二复合电荷传输层包括：第二电荷传输层；和第二金属氧化物夹层，其与所述第二电荷传输层联接且设置在所述第二电荷传输层与所述一个或更多个光活性层之间。
[0019]示例14是一个或多个示例12的有机光伏器件，其中第一电极是阳极，第二电极是阴极，并且电荷传输层是空穴传输层。
[0020]示例15是一个或多个示例14的有机光伏器件，进一步包括：设置在第一电极和空穴传输层之间的金属氧化物空穴注入层(HIL)。
[0021]示例16是一个或多个示例12的有机光伏器件，其中第一电极是阴极，第二电极是阳极，并且电荷传输层是电子传输层。
[0022]示例17是一个或多个示例16的有机光伏器件，进一步包括：设置在第一电极和电子传输层之间的金属氧化物电子注入层(EIL)。
[0023]示例18是一个或多个示例12
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17的有机光伏器件，其中一个或更多个光活性层包括体异质结光活性层，所述体异质结光活性层包含电子供体材料和电子受体材料的共混物。
[0024]示例19是一个或多个示例12
‑
18的有机光伏器件，进一步包括：设置在金属氧化物夹层和一个或更多个光活性层之间的对亚苯基层。
[0025]示例20是一个或多个示例12
‑
19的有机光伏器件，其中有机光伏器件是可见光透明的。
[0026]示例21是一个或多个示例12
‑
20的有机光伏器件，其中电荷传输层具有与一个或
更多个光活性层不同的光谱吸收性质。
[0027]示例22是有机光伏器件，其包括：衬底；与衬底联接的第一电极；设置在第一电极上方的第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的一个或更多个光活性层；和设置在所述第二电极和所述一个或更多个光活性层之间的复合电荷传输层，其中所述复合电荷传输层包括：电荷传输层；和金属氧化物夹层，其与所述电荷传输层联接并且设置在所述电荷传输层和所述一个或更多个光活性层之间。
[0028]示例23是一个或多个示例22的有机光伏器件，进一步包括：与复合电荷传输层联接的第二复合电荷传输层，其中第二复合电荷传输层包括：第二电荷传输层；和第二金属氧化物夹层，其与所述第二电荷传输层联接并且设置在所述第二电荷传输层和所述一个或更多个光活性层之间。
[0029]示例24是一个或多个示例22本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机光伏器件，其包括：衬底；联接到所述衬底的第一电极；设置在所述第一电极上方的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的一个或更多个光活性层；和设置在所述一个或更多个光活性层与所述第一电极或所述第二电极之间的复合电荷传输层，其中所述复合电荷传输层包括：电荷传输层；和金属氧化物夹层，所述金属氧化物夹层联接到所述电荷传输层并且设置在所述电荷传输层和所述一个或更多个光活性层之间。2.根据权利要求1所述的有机光伏器件，还包括：联接到所述复合电荷传输层的第二复合电荷传输层，其中所述第二复合电荷传输层包括：第二电荷传输层；和第二金属氧化物夹层，所述第二金属氧化物夹层联接到所述第二电荷传输层并设置在所述第二电荷传输层和所述一个或更多个光活性层之间。3.根据权利要求1所述的有机光伏器件，其中，所述第一电极是阳极，并且所述第二电极是阴极。4.根据权利要求1所述的有机光伏器件，其中，所述第一电极是阴极，并且所述第二电极是阳极。5.根据权利要求1所述的有机光伏器件，其中，所述电荷传输层是空穴传输层。6.根据权利要求1所述的有机光伏器件，还包括：设置在所述第一电极和所述复合电荷传输层之间的金属氧化物电荷注入层。7.根据权利要求1所述的有机光伏器件，其中，所述电荷传输层是电子传输层。8.根据权利要求1所述的有机光伏器件，还包括：设置在所述复合电荷传输层和所述第二电极之间的金属氧化物电荷注入层。9.根据权利要求1所述的有机光伏器件，其中，所述一个或更多个光活性层包括体异质结光活性层，所述体异质结光活性层包含电子供体材料和电子受体材料的共混物。10.根据权利要求1所述的有机光伏器件，其中，所述有机光伏器件是可见光透明的。11.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈尔斯，
申请(专利权)人：无处不在能量公司，
类型：发明
国别省市：