[发明专利]正结构有机太阳能电池

说明书

一种正结构有机太阳能电池，依序包含透光基板、透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层及阴极，其中在阴极采用铝电极结合银电极的双层结构的设计，是以成本低廉的铝金属作为主要的电极材料，再以较薄的银金属覆盖于铝电极上方作为保护层，据此，可明显改善封装后因水氧渗透进入组件而致使组件裂化的问题，以延长组件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种正结构有机太阳能电池(normal structure polymer solarcell)，特别是有关于一种具有双层阴极结构的正结构有机太阳能电池。

背景技术

在现有的高分子有机太阳能电池中，如图1所示，其基本结构由下而上依序包含玻璃基板10、阳极20、电洞传输层30、主动层40、电子传输层50及阴极60，其产生电流的原理主要是利用太阳光的照射，会在主动层40结构中产生电子与电洞对，进而造成电子与电洞分离并分别往电池的顶部和底部运动，其中电洞经由电洞传输层30而被阳极20所收集，电子沿着电子传输层50而注入阴极60，再结合外电路导通后，形成电压降，以产生电能。

早期有机太阳能组件制造中，尚未发展出成熟的封装技术。而在反结构有机太阳能电池组件中，普遍采用高稳定性的银电极作为最上层电极，可以有效阻隔水氧的渗透。然而，正结构有机太阳能电池因为存在银电极与主动层40的功函数不匹配的问题以及银电极的高成本问题，对于阴极60金属的选择，大部分是以铝电极为首选，组件制作完成后，再进行封装，也能达到高阻隔水氧的效益。但是封装技术并无法完全阻隔水氧进入封装组件内部，因此，不可避免的是，当组件长期置放于非氮气环境之中，仍有极少量的水氧会经由封装交接处的树脂渗入组件内部，导致组件材料劣化，对于有机太阳能电池组件的长期稳定性有不利影响。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种正结构有机太阳能电池，采用了双层阴极结构，其以铝电极做为主动层的接触电极，并于铝电极上方增加一层较薄的银电极作为保护层，有助于改善封装过后微量水氧渗入而导致组件裂化的问题，使组件的使用寿命延长。

为了实现上述目的，本发明提出一种正结构有机太阳能电池，其包括依次由下而上相互迭加的透光基板、透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层及阴极，其中阴极包括铝电极和银电极，铝电极连接电子传输层，银电极连接铝电极，且铝电极的厚度至少为60纳米，有足够的厚度使表面的铝电极不易受下层接口层的影响，银电极的厚度小于50纳米，以保护封装后少量渗入的水气与铝电极反应，以增加正结构有机太阳能电池的稳定性。

在本发明的其中的一个实施例中，还包括封装覆盖层，封装覆盖层包覆于透光导电阳极、电洞传输层、主动层、电子传输层和阴极的外周，并与透光基板利用封装胶作接合封装。

在本发明的其中的一个实施例中，封装覆盖层为透光玻璃或塑料。

在本发明的其中的一个实施例中，透光基板为玻璃基板或塑料基板。

在本发明的其中的一个实施例中，透光导电阳极为铟锡氧化物(ITO)、氟锡氧化物(FTO)、锑锡氧化物(ATO)或氧化锌铝(AZO)的薄膜。

在本发明的其中的一个实施例中，电洞传输层为聚二氧乙基噻吩：聚苯乙烯磺酸复合物(PEDOT：PSS)、[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺](TFB)或聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)-联苯胺](PTPD)。

在本发明其中的一个实施例中，主动层为高分子聚合物：富勒烯或非富烯受体材料及其衍生物。

在本发明其中的一个实施例中，主动层为PBDTTT-EFT：PCBM、PBDB-T：ITIC、PBDTTT-EFT：PC71BM、或P3HT：PCBM，并使用氯苯或甲苯为溶剂所制成。

在本发明其中的一个实施例中，电子传输层为氧化锆(ZrOx)、氧化锌(ZnO)或氧化钛(TiO₂)。