[发明专利]光电元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将光转化为电或将电转化为光的光电元件和用于制造所述光电元件的方法。

背景技术

近年来，光电元件被用作，例如，通过光电转换的发电装置，如光伏电池和太阳能电池，发光器件如有机EL器件，光学显示器件如电致变色显示器和电子纸，以及检测例如温度和光的传感器装置。它们中，pn结器件被作为光电元件如太阳能电池投入了实际使用。此外，对多种光电元件基于光电化学进行了研究，如日本专利公开号2664194(在下文中称为文献1)和其他文献中所公开的。光电元件通过将电荷输送层如电解质插入至具有半导体的第一电极与第二电极之间制造。半导体典型地负载作为光学增感剂的染料，并且因此使用所述光电元件作为染料增感的太阳能电池。施加光至半导体导致半导体产生电荷；电荷移动穿过电荷输送层；并且可以将电通过作为负电极的具有半导体的第一电极并且通过作为正电极的第二电极抽取至外部。

虽然形成这种光电元件以使得从半导体产生的电荷移动穿过如上所述的电荷输送层，但是该光电元件具有不足的从施加至半导体的光至抽取至外部的电的转化效率。

发明概述

考虑到以上情况，本发明的一个目的是提供一种具有出色的转化效率的光电元件和一种用于制造所述光电元件的方法。

本发明是一种光电元件，所述光电元件包括第一电极，与所述第一电极相对安置的第二电极，设置在第一电极的面上的电子输送层，所述面与第二电极相对，负载在电子输送层上的光学增感剂，和插入第一电极与第二电极之间的空穴输送层。电子输送层包括：含有有机分子的填充部分。

在本发明的光电元件中，优选的是电子输送层具有在电子输送层的厚度方向上贯通的空腔并且填充部分安置在所述空腔中。

在本发明的光电元件中，优选的是有机分子含有通过每个分子具有两个以上由[化学式1]表示的部分的前体的电引发聚合获得的分子。

[化学式1]

X是表示氰基、氟基、氯基和溴基中的任一个的可电引发聚合官能团。

在本发明的光电元件中，优选的是前体具有两个由[化学式1]表示的部分并且有机分子是直链聚合物。

在本发明的光电元件中，优选的是有机分子是具有[化学式2]或[化学式3]的重复单元的聚合物。

[化学式2]

[化学式3]

在本发明的光电元件中，优选的是前体具有三个以上由[化学式1]表示的部分并且有机分子是交联聚合物。

在本发明的光电元件中，优选的是有机分子是具有[化学式4]的重复单元的聚合物。

[化学式4]

在本发明的光电元件中，优选的是前体具有至少一个选自由以下各项组成的组的抗衡阴离子：溴离子、氯离子、高氯酸根离子、六氟磷酸根离子和四氟硼酸根离子。

本发明是一种用于制备光电元件的方法，所述光电元件包括第一电极；与第一电极相对安置的第二电极；设置在第一电极的面上的电子输送层，所述面与第二电极相对；负载在电子输送层上的光学增感剂；以及插入第一电极与第二电极之间的空穴输送层。所述方法包括将具有电子输送层的第一电极在含有前体的液体中浸渍，并且施加低于所述前体的还原电势的电势至第一电极以使有机分子作为膜沉积在第一电极的表面上。这使电子输送层包括作为填充部分的有机分子。

本发明阻挡了电子输送层中存在的介质通过其扩散的通道从而抑制开路电压的降低，从而获得出色的转化效率。

附图简述

图1是显示本发明的光电元件的一个实施方案的示意图。

图2是本发明的光电元件的一个实施方案的示意截面图。

图3是显示本发明的光电元件的一个实施方案中的示例运动的示意图。

图4是显示本发明之前的传统的光电元件的一个实例的示意图。

图5是显示本发明之前的传统的光电元件中的示例运动的示意图。

实施方案描述

在下文中将描述用于实施本发明的实施方案。将首先描述在本发明之前的传统技术，并且将接下来描述本发明的实施方案。