[发明专利]在有机光伏器件的沉积后加工期间使用反向准外延来修改有序性

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月22日提交的美国临时申请号61/729,374和2013年2月26日提交的美国临时申请号61/769,661的利益，两者以其全部内容通过参考并入本文。

关于联邦资助的研究的陈述

本发明在美国能源部(Department of Energy)授予的合同号为DE-SC0000957和DE-EE0005310的美国政府支持下做出。美国政府在本发明中具有一定权利。

联合研究协议

本公开的主题内容由大学-公司联合研究协议的一个或多个下述参与方、以其名义和/或与其相关做出：密歇根大学董事会(The Regents of the University of Michigan)，和环球光能公司(Global Photonic Energy Corporation)。所述协议在本公开的主题内容被做出的日期之时和之前生效，并且所述主题内容作为在所述协议的范围之内从事的活动的结果被做出。

技术领域

本公开总的来说涉及有机光伏器件，具体来说，涉及使用沉积后加工来制造有机光伏器件的方法。

背景技术

光电器件依靠材料的光学和电子学性质，通过电子学方法产生或检测电磁辐射，或从环境电磁辐射产生电。

光敏光电器件将电磁辐射转变成电。太阳能电池、也称为光伏(PV)器件，是一类特别用于产生电力的光敏光电器件。可以从太阳光之外的其他光源产生电能的PV器件，可用于驱动耗电负载以提供例如照明、加热，或为电子线路或装置例如计算器、无线电、计算机或远程监测或通讯设备供电。这些发电应用通常还包括为电池或其他能量储存装置充电，以便当来自太阳或其他光源的直接照射不可用时可以继续运行，或根据特定应用的要求平衡PV器件的电力输出。当在本文中使用时，术语“电阻性负载”是指任何电力消耗或储存电路、装置、设备或系统。

另一种类型的光敏光电器件是光电导体电池。在这种功能中，信号检测电路监测器件的阻抗以检测由光的吸收所引起的变化。

另一种类型的光敏光电器件是光电探测器。在操作中，光电探测器与电流检测线路联合使用，所述电流检测线路测量当光电探测器暴露于电磁辐射并可以具有施加的偏电压时所产生的电流。本文所描述的检测线路能够向光电探测器提供偏电压，并测量光电探测器对电磁辐射的电子学响应。

这三种类型的光敏光电器件可以根据是否存在下文定义的整流结，并且也根据器件的运行是否使用外部施加的电压、也称为偏压或偏电压来表征。光电导体电池不具有整流结，并且通常使用偏压来运行。PV器件具有至少一个整流结，并且不使用偏压运行。光电探测器具有至少一个整流结，并且通常但不总是使用偏压运行。作为一般原则，光伏电池向电路、装置或设备提供电力，但是不提供信号或电流以控制检测线路或从检测电路输出信息。相反，光电探测器或光电导管提供信号或电流以控制检测电路或从检测电路输出信息，但是不向电路、装置或设备提供电力。

传统上，光敏光电器件由多种无机半导体构造而成，例如晶体、多晶和无定形硅、砷化镓、碲化镉等。在本文中，术语“半导体”是指当载流子受到热或电磁激发诱导时能够导电的材料。术语“光电导”一般是指其中电磁辐射能量被吸收从而转变成电荷载流子的激发能，以便载流子能够在材料中传导、即运输电荷的过程。术语“光电导体”和“光电导材料”在本文中用于指称由于其吸收电磁辐射以产生电荷载流子的性质而被选择的半导体材料。

PV器件可以由它们能够将入射日光能转变成有用电能的效率来表征。利用晶体或无定形硅的器件在商业应用中占主导地位，并且其中某些已经达到23％或更高的效率。但是，高效的基于晶体的器件、特别是大表面积器件，由于在生产没有明显的降低效率的缺陷的大晶体中固有的问题，生产起来困难且昂贵。另一方面，高效无定形硅器件仍然受到稳定性问题的困扰。目前可商购的无定形硅电池的稳定转换效率在4到8％之间。更近的尝试聚焦于使用有机光伏电池，以经济的生产成本获得可接受的光伏转换效率。

可以对PV器件进行优化，以便在标准照射条件(即标准测试条件，其为1000W/m²、AM1.5光谱照射)下产生最大电功率，以便得到光电流与光电压的最大乘积。这种电池在标准照射条件下的电能转换效率取决于下列三个参数：(1)零偏压下的电流，即短路电流I_SC，单位为安培；(2)开路条件下的光电压，即开路电压V_OC，单位为伏特；以及(3)填充因子ff。