[发明专利]有机光伏装置及其形成方法

说明书

本发明提供一种有机光伏装置及其形成方法，机光伏装置包含基板以及光伏电路。光伏电路受到基板的支撑，光伏电路包含三层，该三层包含第一混合电极、第二混合电极以及设置于第一混合电极与第二混合电极之间的光主动层。第一混合电极由多个导电纳米线以及一电洞传输及/或电子阻挡的带正电材料的混合所形成。第二混合电极由多个导电纳米线以及一电子传输及/或电洞阻挡的带负电材料的混合所形成。光主动层设置于第一混合电极与第二混合电极之间。藉此，可以简化有机光伏装置的工艺步骤。

技术领域

本发明涉及一种有机光伏装置。

背景技术

在近几年，为了符合再生能源发电逐渐提升的需求，光伏技术的改善受到大量关注。相较于传统硅光伏技术(silicon-based photovoltaics，PV)受限于高生产成本，目前的研究着重在不昂贵的技术上。这些技术之一是有机光伏技术(organic photovoltaics，OPVs)。有机光伏技术可利用卷对卷(roll-to-roll)工艺来实现大规模制造，其具有降低能源成本的优点。

然而，传统有机光伏技术的工艺受限于在大面积上涂布上有纳米级的容许缺陷与厚度的多层膜结构的复杂性，以及图案化这些膜层的无力。装置的各个膜层会增加缺陷形成于装置中的机会，而加剧这些问题，使装置无法运作。这些问题大幅影响产量且窄化传统有机光伏装置的工艺窗口，尤其在大面积的模块工艺中。

发明内容

本申请大体上是关于有机光伏装置以及制造有机光伏装置的方法，该有机光伏装置包含光伏电路，其中光伏电路具有三个分立的层体，包含两个混合电极以及位于两者之间的光主动层。

根据本发明之部分实施方式，有机光伏装置包含基板以及光伏电路。光伏电路受到基板的支撑，光伏电路包含三层，此三层包含第一混合电极、第二混合电极以及光主动层。第一混合电极由多个导电纳米线以及电洞传输及/或电子阻挡的带正电材料的混合所形成。第二混合电极由多个导电纳米线以及电子传输及/或电洞阻挡的带负电材料的混合所形成。光主动层设置于第一混合电极与第二混合电极之间。

于部分实施方式中，第一混合电极是实质透明的，且电洞传输及/或电子阻挡材料包含一含有聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)的共轭聚合物。

于部分实施方式中，第二混合电极是实质透明的，且电子传输及/或电洞阻挡材料包含无机半导体材料。

于部分实施方式中，光主动层由聚(3-己烷噻吩))与[6,6]苯基C61丁酸甲酯(P3HT:PCBM)混合而成。

于部分实施方式中，电洞传输及/或电子阻挡材料包含一无机金属氧化物。

于部分实施方式中，无机金属氧化物包含选自镍、钨以及钼之一或多个金属的氧化物。

于部分实施方式中，电子传输及/或电洞阻挡材料包含一金属氧化物。

于部分实施方式中，金属氧化物包含选自锌、锡以及钛之一或多个金属的氧化物。

于部分实施方式中，金属氧化物经铝或锑掺杂。

于部分实施方式中，电子传输及/或电洞阻挡材料包含一有机聚合物。

于部分实施方式中，有机聚合物是非共轭乙氧基聚乙烯亚胺。

根据本发明之部分实施方式，有机光伏装置包含基板以及光伏电路。基板为实质透明的。光伏电路受到基板的支撑。光伏电路包含多电路层的平面叠层体。多电路层的平面叠层体必包含第一混合电极、第二混合电极以及光主动层。第一混合电极由多个纳米银线以及带正电的共轭聚合物的混合所形成。第二混合电极由多个纳米银线以及无机半导体材料的混合所形成，其中第二混合电极带负电。光主动层设置于第一混合电极与第二混合电极之间，光主动层由包含有机光主动材料的成分所形成。