本发明专利技术提供一种有机薄膜太阳能电池，其光电转换效率更高并且易于制造，实现了大规模生产和成本降低。本发明专利技术还提供了用于制造这种有机薄膜太阳能电池的方法。太阳能电池(100-102)包括混合P型有机半导体层(12M)、混合N型有机半导体层(14M)或两者。混合P型和混合N型有机半导体层(12M，14M)中混合了多种类型的有机半导体材料。通过选择适当的有机半导体材料并且以这种方式混合所述材料来形成有机半导体层，提高了太阳能电池的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种有机薄膜太阳能电池，特别涉及包括采用多种有机半导体材料的有机半导体层的有机薄膜太阳能电池以及制造所述有机薄膜太阳能电池的方法。
技术介绍
已知存在各种类型的采用有机半导体材料的太阳能电池。这样的例子包括利用光敏化作用的染料敏化太阳能电池(例如专利引文1和专利引文幻以及具有在其中堆叠多个分别是P型或N型掺杂的并且由单一材料组成的半导体层的叠层结构的有机薄膜太阳能电池(例如专利引文3)等等。专利引文1 日本未审专利公布(KOKAI)No. 2000-195569专利引文2 日本未审专利公布(KOKAI)No. 2005-26051专利引文3 公布专利申请，PCT国家公布日文译文(专利申请公开) No. 2006-52053
技术实现思路
技术问题在染料敏化太阳能电池的制造中，需要形成由预先确定的染料组成的染料层并将其制成膜，然后层积在氧化钛等等的半导体层上。因此，难以用简单的制造过程制造染料敏化太阳能电池，所完成的染料敏化太阳能电池的结构是复杂的。此外，在具有叠层结构的有机薄膜太阳能电池中，材料彼此不同的多个半导体层被层积在一起以扩大阳光吸收区域。但是，由于提供了多个有机半导体层，难以选择和稳定在有机半导体层之间层积的电极膜，并且制造过程变得复杂。制造过程的复杂特性是具有叠层(tandem)结构的有机薄膜太阳能电池的制造成本提高的因素。因此，本专利技术的目的在于提供一种，这种有机薄膜太阳能电池易于制造，从而能够以低成本大规模生产，同时提高光电转换效率。技术方案本专利技术的有机薄膜太阳能电池包括P型有机半导体层和N型有机半导体层。该有机薄膜太阳能电池的特征在于，所述P型有机半导体层和所述N型有机半导体层至少其中之一是由多种有机半导体材料的混合而形成的，所述多种有机半导体材料在光学吸收谱中的吸收带彼此不同。在该有机薄膜太阳能电池中，优选的是，在所述P型有机半导体层与所述N型有机半导体层之间进一步设置有包括P型有机半导体材料和N型有机半导体材料的混合物的混合层。此外，优选的是，该有机薄膜太阳能电池进一步包括电极和缓冲层，其中所述缓冲层设置在所述电极与所述P型有机半导体层和所述N型有机半导体层至少其中之一的有机半导体层之间。例如，所述P型有机半导体层包括聚苯亚乙烯、聚苯亚乙烯衍生物、聚噻吩、酞菁、酞菁衍生物、吓啉、并五苯或红荧烯作为所述有机半导体材料。此外，所述N型有机半导体层例如包括富勒烯、富勒烯衍生物、碳纳米管或碳纳米管衍生物作为所述有机半导体材料。 进一步地，在该有机薄膜太阳能电池中，所述P型有机半导体层和所述N型有机半导体层至少其中之一可以是多层堆叠的。制造本专利技术的有机薄膜太阳能电池的方法是制造包括P型有机半导体层和N型有机半导体层的有机薄膜太阳能电池的方法。该制造本专利技术的有机薄膜太阳能电池的方法的特征在于，通过混合多种有机半导体材料来形成所述P型有机半导体层和所述N型有机半导体层至少其中之一。有利效果本专利技术能够提供一种，这种有机薄膜太阳能电池易于制造，从而能够以低成本大规模生产，同时提高光电转换效率。附图说明图1是示意性地显示第一实施例的有机薄膜太阳能电池的剖面图。图2是示意性地显示第一实施例中的包括混合层的有机薄膜太阳能电池的剖面图。图3是示意性地显示第二实施例中的包括混合层的有机薄膜太阳能电池的剖面图。图4是示意性地显示第二实施例的有机薄膜太阳能电池的剖面图。图5是显示单独的半导体材料及其混合物的光学吸收谱的图示。附图标记说明100-111太阳能电池(有机薄膜太阳能电池)12P型有机半导体层12M 混合P型有机半导体层14 N型有机半导体层14M 混合N型有机半导体层20 混合层具体实施例方式下面解释第一实施例中的有机薄膜太阳能电池。图1是示意性地显示第一实施例中的有机薄膜太阳能电池的剖面图。此外，为了便于解释，在图1和后面的图中，沿厚度方向放大组成有机薄层太阳能电池的每一层。该实施例的太阳能电池100-102为有机薄膜太阳能电池，包括P型有机半导体层 12或12M以及N型有机半导体层14或14M。P型和N型有机半导体层12、14等等设置在表面处的电极16(阳极)与衬底15上的透明电极18(阴极)之间。因此，在该实施例的太阳能电池100-102中，透明电极18设置在衬底15侧，P型有机半导体层12或12M、N型有机半导体层14或14M以及电极16按照上述顺序堆叠在透明电极18上。在下文中，该实施例中的太阳能电池100-102的结构；即将电极16布置在衬底15的相对侧的表面处并且将透明电极布置在衬底15侧的结构被称为“底部类型(bottom-type) ”。在该实施例中，P型有机半导体层和N型有机半导体层的至少其中之一的主要成分是多种有机半导体材料的混合物。也就是说，该实施例的太阳能电池包括如图IA所示的具有混合P型有机半导体层12M的太阳能电池100，其中混合P型有机半导体层12M是通过仅在P型有机半导体层中一同混合多种P型有机半导体材料形成的；如图IB所示的具有混合N型有机半导体层14M的太阳能电池101，其中混合N型有机半导体层14M是通过仅在 N型有机半导体层中一同混合多种N型有机半导体材料形成的；或者如图IC所示的具有混合P型有机半导体层12M和混合N型有机半导体材料层14M的太阳能电池102，其中混合P 型有机半导体层12M是通过混合多种P型有机半导体材料形成的，混合N型有机半导体层 14M是通过混合多种N型有机半导体材料形成的。在太阳能电池100-102中，当如箭头L所示的从衬底15侧入射的光到达混合P型有机半导体层12M和N型有机半导体层14之间、P型有机半导体层12和混合N型有机半导体层14M之间或者混合P型有机半导体层12M和混合N型有机半导体层14M之间的接触面时，产生空穴和电子对。然后，空穴转移到P型有机半导体层12或混合P型有机半导体层12M侧，电子转移到N型有机半导体层14或混合N型有机半导体层14M侧，从而电流流动。P型有机半导体层中所包含的P型有机半导体材料没有特别的限制，只要产生电传导的载流子主要是空穴即可，但是优选的是聚苯亚乙烯(PPV)；聚苯亚乙烯衍生物，例如聚(MDMO-PPV)、聚(MEH-PPV)等等；聚噻吩衍生物，例如聚3-己基噻吩(P3HT)、聚3-辛基噻吩(P30T)、聚3-十二烷基噻吩(P3DDT)等等；酞菁；酞菁衍生物， 例如铜酞菁、锌酞菁、氧钛酞菁等等；卟啉；并五苯；以及红荧烯。通过混合选自于这些在光学吸收谱中的吸收带彼此不同的P型有机半导体材料的多种有机半导体材料来形成混合P 型有机半导体层12M。用这些P型有机半导体材料其中之一形成P型有机半导体层12。此外，混合P型有机半导体层12M中所包含的多种P型有机半导体材料可以以任意比率混合， 但是，基于混合P型有机半导体层12M中的P型有机半导体材料的总数，代表这种层中所包含的最小部分的P型有机半导体材料不小于IOmol %。N型有机半导体层14M中所包含的N型有机半导体材料没有特别的限制，只要产生电传导的载流子主要是电子即可，但是优选的是富勒烯、诸如W，6]_苯基-C61-丁酸甲酯 (PCBM)的富勒烯衍生物、碳纳米管和碳纳米管衍生物。通过混合选自于这些光学吸收谱的吸收带彼此不本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具备Ｐ型有机半导体层和Ｎ型有机半导体层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，所述Ｐ型有机半导体层和所述Ｎ型有机半导体层至少其中之一是由多种有机半导体材料的混合而形成的，所述多种有机半导体材料在光学吸收谱中的吸收带彼此不同。
【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：罗永春，岩本祐子，永元公市，近藤健，
申请(专利权)人：琳得科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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