[发明专利]有机光敏光电器件

说明书

本申请是申请号为200510129620.6、申请日为1999年8月18日、发明名称为“有机光敏光电器件”的专利申请（该专利申请是申请号为99801626.8、申请日为1999年8月18日、发明名称为“有机光敏光电器件”的专利申请的分案申请）的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及有机薄膜光敏光电器件。特别是涉及有机光敏光电器件，例如具有透明电极的太阳能电池和光电探测器。并且，还涉及具有透明阴极同时该阴极与相邻的有机半导体层形成低电阻界面的有机光敏光电器件。此外，还涉及由多个堆叠的光敏光电子单元构成的有机光敏光电器件，各子单元具有一个或多个光敏光电激活层和透明电荷转移层。

背景技术

光电器件依据材料的光学和电学性能可以在电学上产生或检测电磁辐射或由周围电磁辐射产生电。光敏光电器件将电磁辐射转换为电。还称为光生伏打（PV）器件的太阳能电池特别用于产生电力。PV器件用于驱动耗电负载以提供例如光、热或操作电气设置如计算机或远程监控或远程通信设备。这些发电应用常常还包括电池或其它蓄能装置的充电，以便在不能利用来自太阳或其它外界光源的直接照射时可继续操作设备。本申请所采用的术语“电阻负载”指任何耗电或储电器件、设备或系统。另一种类型的光敏光电器件是光敏电阻。在这种情况下，信号检测电路监视器件的电阻，检测因吸收光而产生电荷。操作中，光电探测器具有施加的电压，电流检测电路测量当光电探测器暴露于电磁辐射中时所产生的电流。本申请中所述的检测电路能够对光电探测器提供偏置电压和测量光电探测器对外界电磁辐射的电子响应。这样的三种光敏光电器件的特征在于依据是否存在下述的整流结和还依据是否利用也被称为偏置或偏置电压的外加电压操作器件。光敏电阻没有整流结并且通常利用偏置操作。PV器件具有至少一个整流结并且不利用偏置进行操作。光电探测器具有至少一个整流结并且通常但并不是总是利用偏置进行操作。

通常，光敏光电器件由多个无机半导体例如晶体、多晶体和非晶体的硅、砷化镓、碲化镉等构成。这里术语“半导体”指在因热或电磁激励而感生电荷载流子时能够导电。术语“光电导”一般指电磁辐射能量被吸收并由此转换成电荷载流子的激励能量以便在材料中载流子能够传导即传送电荷。术语“光电导体”和“光电导材料”在这里用于表示根据其吸收所选光谱能量的电磁辐射以产生电荷载流子的性能而选择的半导体材料。太阳能电池的特征在于它们可高效率地将入射的太阳能转换为有用的电能。利用晶体硅或非晶硅的器件具有商业应用并且一些已达到了23%或以上的效率。可是，尤其是具有大表面面积的有效的基于晶体的器件，因在生产大晶体中存在的固有问题同时还不能非常有效地降低该缺点，因而该器件难以制造并且是昂贵的。另一方面，高效率的非晶硅器件还存在稳定性方面的问题。最近努力致力于使用有机光生伏打电池来实现具有经济生产成本的可接收的光生伏打转换效率。

PV器件一般具有这样的性能，即当它们被连接到负载两端上并用光辐照时，它们产生光（photogenerated）电压。当被照射而没有任何外部电负载时，PV器件产生其最大可能的电压，V开路，或V_OC。如果具有其电接触被短路的PV器件被照射，那么产生最大短路电流，或I_SC。当实际用于产生电力时，PV器件与有限值的电阻负载连接并按电流电压积给出功率输出I×V。由PV器件产生的该最大负载功率固有地不能超过积I_SC×V_OC。当为了提取最大功率使负载值最佳时，电流和电压分别有值I_max和V_max。太阳能电池的品质因数是如下限定的占空因素ff：

ff=ImaxVmaxISCVOC---(1)]]>