[发明专利]有机薄膜太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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2)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.2006-520533

发明内容

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，本发明的目的在于提供一种有机薄膜太阳能电池及其制造 方法，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

本发明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、卟啉、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。

制造本发明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 发明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

本发明能够提供一种有机薄膜太阳能电池及其制造方法，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)

12      P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