利用聚电解质层的层压型有机太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种利用聚电解质层的层压型有机太阳能电池及其制造方法。上述层压型有机太阳能电池具有依次形成的第一电极、第一有机光活性层、复合层、第二有机光活性层以及第二电极。上述复合层具有n型半导体物质层和共轭聚电解质层(conjugated?polyelectrolyte?layer)。

【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太阳能电池，更详细地涉及一种有机太阳能电池。
技术介绍
随着高油价时代的到来，作为替代能源备受瞩目的有机太阳能电池具有工艺成本低，且具有可弯曲的特性的优点，因此最近相关研究正在如火如荼地进行着。其中，致力于新物质开发的同时还进行了导入层压型结构来克服能量转换效率低的问题的相关研究。但是，迄今为止，大部分层压型有机太阳能电池仍在利用需要蒸镀工艺的单分子。 与此不同，即使采用溶液工艺来形成高分子光活性层，若要提高效率还是需要进行热处理工艺，因此处于难以将耐热性差的高分子适用于光活性层的状况。
技术实现思路
技术课题本专利技术所要解决的课题是提供一种即使不进行热处理，也因具有优秀的特性而能够缓和形成光活性层的高分子的种类限制的有机太阳能电池。解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的一方面提供一种层压型有机太阳能电池。上述层压型有机太阳能电池具有依次形成的第一电极、第一有机光活性层、复合层、第二有机光活性层以及第二电极。上述复合层具有η型半导体物质层和共轭聚电解质层(conjugated polyelectrolyte layer)0为了解决上述课题，本专利技术的再一方面提供一种层压型有机太阳能电池。上述层压型有机太阳能电池具有第一电极以及位于上述第一电极上的第一有机光活性层。复合层位于上述第一有机光活性层上，上述复合层具有依次位于上述第一有机光活性层上的η型半导体物质层和共轭聚电解质层。第二有机光活性层位于上述复合层上。第二电极位于上述第二有机光活性层上。为了解决上述课题，本专利技术的另一方面提供一种层压型有机太阳能电池。上述层压型有机太阳能电池包括第一电极；以及第一有机光活性层，其位于上述第一电极上。复合层位于上述第一有机光活性层上，并且上述复合层具有依次位于上述第一有机光活性层上的共轭聚电解质层和η型半导体物质层。第二有机光活性层位于上述复合层上。第二电极位于上述第二有机光活性层上。为了解决上述课题，本专利技术的还一方面提供一种层压型有机太阳能电池的制造方法。首先，形成第一电极。在上述第一电极上形成第一有机光活性层。在上述第一有机光活性层上形成具有η型半导体物质层和共轭聚电解质层的复合层。在上述复合层上形成第二有机光活性层。在上述第二有机光活性层上形成第二电极。专利技术效果本专利技术的有机太阳能电池用常温工艺就能够达到相当于两个以上单层型有机太阳能电池的开路电压之和的开路电压。考虑到太阳能电池的效率与开路电压成正比例， 这就表示，即使在常温工艺下也能够通过层压型结构最大限度地提高有机太阳能电池的效率。换句话说，现有的层压型有机太阳能电池在制造器件后只有进行高温的热处理才能够取得开路电压的增大效果。本专利技术的有机太阳能电池有别于现有的基于溶液工艺的层压型有机太阳能电池，可以在制造器件工艺中省略高温的热处理过程，并且制造工艺简单，进而能够拓宽虽然特性良好但因耐热性差而无法使用的光活性物质的选择幅度，所以能够最大限度地提高有机太阳能电池的效率。并且，通过共轭聚电解质层内的离子的运动，使因聚电解质层内的电场强度的变化而在光活性层产生的电荷容易地移动，从而起到作为电荷传输层的作用。由此，能够缓和上述共轭聚电解质层和用作光活性层的物质的能级的限制，并由于η型半导体物质层的较高的最高已占轨道(HOMO)能级和上述共轭聚电解质层的较低的最低未占轨道(LUMO)能级而能够使其之间的电子空穴的复合更加活跃。本专利技术的效果不局限于上述效果，本领域技术人员能够通过下文了解到未提及的其他效果。附图说明图1是本专利技术一实施例的层压型有机太阳能电池100的简图；图2是关于参照图1说明的层压型有机太阳能电池的一个具体例的能量图；图3是本专利技术再一实施例的层压型有机太阳能电池200的简图；图4是关于参照图3说明的层压型有机太阳能电池的一个具体例的能量图；图5是通过制造例1和比较例2制造的层压型有机太阳能电池的电压的电流密度的曲线图。具体实施例方式本专利技术允许进行各种变更和各种实施方式，下面，将对特定实施例作图示并说明。 但是，这并不用以限定特定的公开方式，应该理解，在不脱离本专利技术原理以及
的专利技术内能够进行各种变更以及等同替代。在参照附图进行说明的过程中，对类似的结构部件将采用类似的附图标记。 下面，将参照附图对本专利技术的实施例进行更详细的说明。图1是本专利技术一实施例的层压型有机太阳能电池100的简图。参照图1，在基板10上依次形成第一电极11、第一电荷输送层12、第一有机光活性层13、复合层14、第二有机光活性层15、第二电荷输送层16以及第二电极17。其中，可以省略上述第一电荷输送层12和/或上述第二电荷输送层16。上述基板10是透光基板。上述透光基板是玻璃基板或塑料基板。上述第一电极 11是透光电极。这种第一电极11是铟锡氧化物andium Tin Oxide, ΙΤ0)膜、掺氟二氧化锡(Fluorinated Tin Oxide, FT0)膜、铟锌氧化物 Gndium ZincOxide, ΙΖ0)膜、掺铝氧化锌(Al-doped Zinc Oxide, AZ0)膜或铟锡氧化锌(Indium Zinc Tin Oxide, ΙΖΤ0)膜。上述第一电荷输送层12是用于容易地将在上述第一有机光活性层13产生的空穴输送至上述第一电极11的空穴输送层。与此同时，上述第一电荷输送层12起到缓和上述第一电极11的表面粗糙度的缓冲层的作用。这种第一电荷输送层12的一个例子是含有聚3,4-乙撑二氧噻吩聚苯乙烯磺酸盐或后文中的共轭聚电解质的层。上述第一有机光活性层13和上述第二有机光活性层15是吸收光来生成电子-空穴对即，激子(exiton)的层，并具有电子给体和电子受体。上述有机光活性层13、15是电子给体和电子受体相混合的异质接面(bulk hetero junction, BHJ)层。与此不同，上述有机光活性层13、15具有依次层压的电子给体层和电子受体层。上述电子给体作为一种吸收光来将最高已占轨道能级的电子激发成最低未占轨道能级的物质，是聚噻吩(polythiophenes)、聚芴(polyfluorene)、聚苯胺 (polyanilines)、聚B^P坐(polycarbazoles)、聚乙j；希基B^P坐(polyvinylcarbazoIes)、聚苯撑(polyphenylenes)、聚对苯撑乙块(polyphenylvinylenes)、二甲娃油(polysilanes)、 聚1S 1J^■乙块(polythienylenevinylenes)、聚异硫弗(polyisothianaphthanenes)、 聚双噻吩环戊烷(polycyclopentadithiophenes)、聚硅双噻吩环戊烷(polysil acyclopentadithiophenes)、聚双 @ P坐环戊 g (polycyclopentadithiazoIes)、 聚噻唑并噻唑(polythiazolothiazoles)、聚噻唑(polythiazoles)，聚苯并噻二唑(polybenzothiadiazoles)、聚噻盼氧化物(poly (thiopheneoxide)s)> 聚(双噻吩环戊烧氧化物)(poly (cyclopentadithiop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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光熙，李秉勋，朴成钦，金善熙，
申请(专利权)人：光州科学技术院，
类型：发明
国别省市：