專利名稱：包括發(fā)光元件及太陽能電池性能的電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同時(shí)執(zhí)行接受電流而發(fā)光的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE)等發(fā)光元件和接受太陽光等光源而產(chǎn)生電的太陽能電池(SOLAR CELL)功能的多功能電子元件。
背景技術(shù)：
顯示元件按照顯示方式劃分為CRT (Cathode Ray Tube 陰極射線管)、PDP (Plasma Display Panel 等離子體顯示板)、LED (Light Emitting Diode 發(fā)光二極管)、 OLED (Organice Light Emitting Diode :有機(jī)發(fā)光二極管)以及 FED(Field Emission Display :場發(fā)射顯示元件)等自發(fā)光元件和如IXD (Liquid Crystal Display 液晶顯示器)以及DLP(Digital Lighting Processing 數(shù)字光處理)之類的對另外的光源選擇性地進(jìn)行遮光/反射而顯示的被動式元件，并且按照驅(qū)動方式劃分為如薄膜場效應(yīng)晶體管 IXD(TFT-IXD)以及有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板(AMOLED)之類的有源矩陣型(Active Matrix Type)和如PDP以及無源式有機(jī)電激發(fā)光二極管(PMOLED)之類的無源矩陣型 (Passive Matrix Type)0此外，在自發(fā)光元件中，按照發(fā)光方式大致劃分為，如PDP之類的利用被光量子 (Photon)激發(fā)而發(fā)光的光致發(fā)光(Photoluminence)原理的元件和如OLED以及LED之類的利用被電子(Electron)激發(fā)而發(fā)光的電致發(fā)光(Electroluminence)原理的元件以及如 CRT和FED之類的利用被加速后的電子激發(fā)的陰極射線發(fā)光(Cathodoluminescence)原理的元件。OLED研究，起初在1980年度初由美國的伊斯曼柯達(dá)(Estman Kodak)公司的 C. W. Tang進(jìn)行了研究，直到1987年制造出導(dǎo)入空穴傳輸層(HTL Ho Ie Transporting Layer)和電子傳輸層(ETL :Electron Transporting Layer)的層壓結(jié)構(gòu)，并在發(fā)光層 (EML =Emitting Layer)制作出涂覆熒光摻雜物的薄膜0LED，而在IOV以下的驅(qū)動電壓下呈現(xiàn)出lOOOcd/m2以上的亮度特性，從此便開始了迅猛的發(fā)展。在先鋒(Pioneer)公司以及出光(Idemistu)公司等的持續(xù)性研究開發(fā)之下，由 Kodak公司所主導(dǎo)的低分子OLED已達(dá)到商用化的階段。此外，就高分子材料而言，由英國的劍橋(Cambridge)大學(xué)的Friend Group發(fā)表的PPV為起點(diǎn)，其研究達(dá)到白熱化。另一方面，太陽能電池是一種利用當(dāng)向構(gòu)成p-n接合的半導(dǎo)體二極管照射光時(shí)生成電子的光電效果(photovoltaic effect)直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體元件。太陽能電池按照吸收太陽光的原材料的種類來劃分，大致分為基于結(jié)晶型Si晶片的堆積型(bulk型)太陽能電池；以及非晶硅、CdTe、CIGS、染料感應(yīng)太陽能電池(DSSC， Dye Sensitized Solar Cell)，有機(jī)太陽能電池等薄膜型太陽能電池。有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)與薄膜型太陽能電池其結(jié)構(gòu)類似，因而曾嘗試過同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電和信息顯示。
此時(shí)，在有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)及太陽能電池中，需要考慮包括一對電極層的發(fā)光層以及光電轉(zhuǎn)換層的各個(gè)層(Layers)間的能級而選擇構(gòu)成各層的材料。倘若不考慮能級，則致使電子遷移率降低，由此，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的情況下發(fā)光效率降低，而太陽能電池的情況下發(fā)電效率降低。韓國公開專利10-2005-0083243號(以下稱作“引用文獻(xiàn)1”)以及韓國公開專利 10-2008-0065120號(以下稱作“引用文獻(xiàn)2”)中，記載了在有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的一側(cè)接合太陽能電池的太陽能電池一體式顯示元件。然而，在上述引用文獻(xiàn)中，對于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)側(cè)來說，由于采用了以往熟知的結(jié)構(gòu)，因而能夠判斷為在發(fā)光效率上可能沒有太大問題，但對于太陽能電池側(cè)來說， 由于沒有考慮能級而存在發(fā)電效率低的問題。此外，通常為了將從發(fā)光元件發(fā)出的光傳輸給使用者，在一對電極中的至少一個(gè)電極使用ITO來作為透明電極，并且在太陽能電池中同樣為了使太陽光向光電轉(zhuǎn)換層傳遞，而在一對電極中的至少一個(gè)電極使用ITO來作為透明電極。然而，此時(shí)在層壓ITO的過程中，如果下部層存在有機(jī)膜，則致使有機(jī)膜因ITO層壓過程中生成的熱量等而受損的情況多。尤其，在結(jié)合有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)太陽能電池的情況下，在相互共有所結(jié)合的一側(cè)的電極，且太陽光貫通有機(jī)發(fā)光二極管而向有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)中，需要將共享電極層用作透明電極，而在將透明電極用作ITO時(shí)存在位于下部的有機(jī)膜受損的問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于解決如下問題，S卩，在相互共有發(fā)光元件的任一電極和太陽能電池的任一電極來層壓兩個(gè)元件的結(jié)構(gòu)中，各層之間的電子遷移率降低，而因此在發(fā)光元件的情況下發(fā)光效率降低或太陽能電池的情況下發(fā)電效率降低的問題。本發(fā)明的再一目的在于解決如下問題，S卩，在相互共有發(fā)光元件的任一電極和太陽能電池的任一電極來層壓兩個(gè)元件的結(jié)構(gòu)中，形成電極層時(shí)處于下部層的有機(jī)物受損的問題。解決問題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的電子元件，包括太陽能電池部以及發(fā)光元件部，上述太陽能電池部包括第一電極層，形成于上述第一電極層上的能級補(bǔ)償層，形成于上述能級補(bǔ)償層上的光電轉(zhuǎn)換層，以及形成于上述光電轉(zhuǎn)換層上的共享電極層； 上述發(fā)光元件部包括上述共享電極層，形成于上述共享電極層上的發(fā)光層，以及形成于上述發(fā)光層上的第二電極層；上述能級補(bǔ)償層的LUMO能級小于上述第一電極層的功函數(shù)，且大于上述光電轉(zhuǎn)換層的LUMO能級。 此外，優(yōu)選為，上述共享電極層包括高分子有機(jī)物。此外，更優(yōu)選為，上述共享電極層包括PEDOT PSS。此外，優(yōu)選為，上述能級補(bǔ)償層為鈦氧化物(TiOx)。此外，優(yōu)選為，上述第一電極層為透明的氧化物電極，上述第二電極層為不透明的金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的再一實(shí)施例所涉及的電子元件，包括發(fā)光元件部和太陽能電池部；上述發(fā)光元件部包括第二電極層，形成于上述第二電極層上的能級補(bǔ)償層，形成于上述能級補(bǔ)償層上的發(fā)光層，以及形成于上述發(fā)光層上的共享電極層；上述太陽能電池部包括上述共享電極層，形成于上述共享電極層上的光電轉(zhuǎn)換層，以及形成于上述光電轉(zhuǎn)換層上的第一電極層；上述能級補(bǔ)償層的LUMO能級小于上述第二電極層的功函數(shù)， 且大于上述發(fā)光層的LUMO能級。此外，優(yōu)選為，上述共享電極層包括高分子有機(jī)物。此外，更優(yōu)選為，上述共享電極層包括PEDOT PSS。此外，優(yōu)選為，上述能級補(bǔ)償層為鈦氧化物(TiOx)。此外，優(yōu)選為，上述第二電極層為透明的氧化物電極，上述第一電極層為不透明的金屬電極。此外，優(yōu)選為，在上述光電轉(zhuǎn)換層與上述第一電極層之間還包括能級補(bǔ)償層。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在相互共有發(fā)光元件的任一電極和太陽能電池的任一電極來層壓兩個(gè)元件的結(jié)構(gòu)中，具有因各層之間的電子遷移率高而使發(fā)光元件的發(fā)光效率或太陽能電池的發(fā)電效率提高的效果。此外，根據(jù)本發(fā)明，在相互共有發(fā)光元件的任一電極和太陽能電池的任一電極來層壓兩個(gè)元件的結(jié)構(gòu)中，具有因形成電極層時(shí)處于下部層的有機(jī)物不受損而最終使發(fā)光元件的發(fā)光效率或太陽能電池的發(fā)電效率提高的效果。以上，參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的思想及領(lǐng)域的范圍內(nèi)，還可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改及變更。


圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的電子元件的剖視圖；圖2為用于說明關(guān)于圖1的多層元件的驅(qū)動原理而示出的簡圖；圖3及圖4為測定圖1的多層元件的特性的圖表；圖5為表示本發(fā)明的再一實(shí)施例所涉及的電子元件的剖視圖；圖6為用于說明對圖5的多層元件的驅(qū)動原理而示出的簡要圖7及圖8為測定圖5的多層元件的特性的圖表。附圖標(biāo)記說明100、200:電子元件 110、210 太陽能電池部120、220 發(fā)光元件部 111、211 第一電極層112、212、222 能級補(bǔ)償層113、213 光電轉(zhuǎn)換層 121、221 第二電極層123、223:發(fā)光層 230 共享電極層
具體實(shí)施例方式
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以下，將參照附圖對本發(fā)明的多種實(shí)施例進(jìn)行具體說明。圖1及圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的多功能電子元件100的圖，大致由太陽能電池部Iio和發(fā)光元件部120構(gòu)成。太陽能電池部110構(gòu)成為，在玻璃等透明基板(未圖示)上包括第一電極層111 以及共享電極層130來作為一對電極層，并且在一對電極層之間包括將從外部進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換層113以及介于第一電極層111和光電轉(zhuǎn)換層113之間的能級補(bǔ)償層 112。此時(shí)，優(yōu)選為，在太陽能電池部110上依次層壓發(fā)光元件部120，以向太陽能電池部110投入光的側(cè)面和取出從發(fā)光元件部120發(fā)出的光的側(cè)面相同，并且，使構(gòu)成太陽能電池部110的多個(gè)層透明，以防止從發(fā)光元件部120取出的光被太陽能電池部110阻斷。第一電極層111選擇具有導(dǎo)電性且能夠使光通過的透明的材料，可使用在電子元件中廣泛被使用的氧化物電極或?qū)щ娦愿叻肿拥?。本發(fā)明在氧化物電極中使用ITOandium Tin Oxide 銦錫氧化物)。光電轉(zhuǎn)換層113可使用在薄膜型太陽能電池中使用的光電轉(zhuǎn)換物質(zhì)。本發(fā)明中使用作為有機(jī)高分子物質(zhì)的高分子-富勒烯復(fù)合體，即P⑶TBT =PC70BM(poly [N-9" -hept a-decanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4 ‘ , 7 ‘ _di_2_thienyl_2 ‘ , 1 ‘ ,3 ‘ -benzothi adiazole]，聚[N-9〃 -十七烷基-2，7-咔唑 _alt_5，5- '，7' -二-2-噻吩-2'，1'， 3'-苯并噻二唑)])[6,6]-phenyl C70-butyricacidmethyl ester, [6,6]-苯基 C70-丁酸甲酯)。用作光電轉(zhuǎn)換層113 的 PCDTBT :PC7。BM 在 H0M0(Highest Occupied Molecular Orbital :最高已占軌道)能級具有 5. kV 的能帶，在 LUMO(Lowest Unoccupide Molecular Orbital 最低未占軌道)能級具有3. 6eV的能帶。共享電極層130優(yōu)選為使用透明的電極物質(zhì)，以防止阻斷從后續(xù)工序中層壓的發(fā)光元件部120取出的光，本發(fā)明中使用在高分子OLED中主要用作空穴注入層(Hole Injection Layer)的 PEDOT :PSS (Poly Elyene Dioxty Thiospnene/Poly Stylene Sulfonate 聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽)來作為共享電極層，并且為了提高導(dǎo)電率，在PEDOTPSS溶液添加二甲基亞砜(Dimethyl sulfoxide)溶液而進(jìn)行使用。在使用ITO作為共有電極層130的情況下，存在將ITO形成于光電轉(zhuǎn)換層113上的過程中由有機(jī)物構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層113受損而造成光電效率下降的問題，所以在本發(fā)明中共享電極層130使用有機(jī)透明電極，更優(yōu)選為使用PED0T:PSS。對用作太陽能電池部110的第一電極層111的ITO而言，功函數(shù)為4. SeV左右，且光電轉(zhuǎn)換層113的LUMO能級為3. 6eV左右，因此為了改善由于第一電極層111的功函數(shù)與光電轉(zhuǎn)換層113的LUMO能級之差大而導(dǎo)致由光電轉(zhuǎn)換層113生成的電子的移動效率下降的問題，在本發(fā)明中在第一電極層111與光電轉(zhuǎn)換層113之間導(dǎo)入能級補(bǔ)償層112。能級補(bǔ)償層112優(yōu)選為具有小于第一電極層111的功函數(shù)，且大于光電轉(zhuǎn)換層113 的LUMO能級的LUMO能級，并且選擇透明的材料。在本發(fā)明中使用具有4. 4eV左右的LUMO 能級的鈦氧化物(TiOx)。發(fā)光元件部120構(gòu)成為，包括在太陽能電池部110中用作電極的共享電極層130 和第二電極層121來作為一對電極，并且在共享電極層130和第二電極層121之間包括發(fā)光層口3。此時(shí)，共享電極層130的功函數(shù)為5. OeV,與通常用作OLED的陽極材料的ITO的功函數(shù)4. SeV相近，因此在本發(fā)明中將共享電極層130用作發(fā)光元件部120的陽極，并將第二電極層121用作陰極。第二電極層121包括金屬電極，并且使用OLED中被廣泛使用的Al。此外，第二電極層121可使用被用作OLED的多層陰極的LiF/Al、Ca/Al、Mg/Al等， 在本發(fā)明中，鑒于作為發(fā)光層123的材料所使用的MEH-PPV的LUMO能級為2. 8eV,而使用功函數(shù)為2. 9eV的Ca/Al。發(fā)光層123可使用通常所知的低分子OLED及高分子OLED中所使用的材料，可根據(jù)發(fā)光波長選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀４送?，在共享電極層130與發(fā)光層123之間或者第二電極層121與發(fā)光層123 之間，還可包括提高電子或空穴的遷移率來增大光效率的通常所知的電子注入層(EIL Electron Injection Layer)、電子7I專輸層(ETL :Electron Transfer Layer)、空穴7I專輸層 (HTL :Hole Transfer Layer)、空穴注入層(Hole Injection Layer)。在本發(fā)明中發(fā)光層123使用作為高分子OLED的發(fā)光材料所知的MEH-PPV。在這里，作為本發(fā)明的一實(shí)施例所記載的發(fā)光元件部120中的發(fā)光層123以及第二電極層121不限于上述的內(nèi)容，還可進(jìn)行各種變形例。在基于如上所述的層壓結(jié)構(gòu)的電子元件100中，當(dāng)外部光源通過透明基板/第一電極層111/能級補(bǔ)償層112而進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層113時(shí)，光電轉(zhuǎn)換層113將光轉(zhuǎn)換為電能并分別向第一電極層111以及共享電極層130傳輸電子和空穴，并沿著與各個(gè)電極層111、130 連接的配線向鋰(Li)離子電池等充電器(未圖示)儲存能量。此外，發(fā)光元件部120通過分別與共享電極層130和第二電極層121連接的配線來供給存儲在外部電源或上述充電器中的電能，并且在共享電極層130向發(fā)光層123傳遞空穴，在第二電極層121向發(fā)光層123傳遞電子，從而電子與空穴在發(fā)光層中復(fù)合而形成激子(excition)，激子向基態(tài)轉(zhuǎn)移的同時(shí)釋放光。此時(shí)所釋放的光通過太陽能電池部110傳遞到使用者。圖3至圖4為參照圖1及圖2對本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的電子元件中的太陽能電池部110以及發(fā)光元件部120的特性進(jìn)行測定的圖表。圖3為測定太陽能電池部110的特性的圖，測定出了 2. 53%的效率，圖4為測定發(fā)光元件部120的特性的圖，測定出了在約580nm的峰值波長帶最大亮度為1700cd/m2，且最小驅(qū)動電壓為3V的特性。圖5及圖6為本發(fā)明的再一實(shí)施例所涉及的多功能電子元件200的圖，是將太陽能電池部210和發(fā)光元件部220的層壓順序構(gòu)成為與參照圖1以及圖2詳細(xì)說明的一實(shí)施例不同的例子。發(fā)光元件部220構(gòu)成為，在玻璃等透明基板(未圖示)上包括第二電極層221及共享電極層230來作為一對電極層，并且在一對電極層之間包括發(fā)光層223，以及在第二電極層221與發(fā)光層223之間包括能級補(bǔ)償層222。此時(shí)，優(yōu)選為，在發(fā)光元件部220上依次層壓太陽能電池部210，以使取出從發(fā)光元件部220發(fā)出的光的側(cè)面與向太陽能電池部210投入光的側(cè)面相同，并且，使構(gòu)成發(fā)光元件部220的多層透明，以防止從外部傳輸?shù)墓庠趥鬏斨撂柲茈姵夭?10時(shí)被發(fā)光元件部 220阻斷。因此，發(fā)光元件部220的一對電極層，即共享電極層230以及第二電極層221需要全部透明。第二電極層221選擇具有導(dǎo)電性且能夠通過光的透明的材料，并且可使用電子元件中被廣泛使用的氧化物電極或?qū)щ娦愿叻肿拥?。本發(fā)明在氧化物電極中使用ITOandium Tin Oxide 銦錫氧化物)。發(fā)光層223可使用通常所知的低分子OLED以及高分子OLED中所使用的材料，根據(jù)發(fā)光波長可使用適當(dāng)?shù)牟牧?。此外，在第二電極層221與發(fā)光層223之間或者共享電極層230與發(fā)光層223 之間，還可包括提高電子或空穴的遷移率來增大光效率的通常所知的電子注入層(EIL Electron Injection Layer)、電子7I專輸層(ETL :Electron Transfer Layer)、空穴7I專輸層 (HTL :Hole Transfer Layer)、空穴注入層(Hole Injection Layer)。在本發(fā)明中發(fā)光層223使用作為高分子OLED的發(fā)光材料所知的MEH-PPV， MEH-PPV 在 HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)能級具有 5. OeV，在 LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能級具有 2. 8eV。共享電極層230優(yōu)選為使用透明的電極物質(zhì)，以防止阻斷向后續(xù)工序中層壓的太陽能電池210傳遞的外部光，在本發(fā)明中使用在高分子OLED中主要用作空穴注入層 (Hole Injection Layer)的 PEDOTPSS (Poly Elyene Dioxty Thiospnene/Poly Stylene Sulfonate 聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽)來作為共享電極層，并且為了提高導(dǎo)電率在PEDOTPSS溶液中添加二甲基亞砜(Dimethyl sulfoxide)溶液而進(jìn)行使用。共享電極層230的功函數(shù)為5. OeV,與通常用作OLED的陽極材料的ITO的功函數(shù) 4. 8eV相近，并且與作為發(fā)光層223的MEH-PPV的Η0Μ0能級，即5. OeV相同，空穴的移動有效，因此在本發(fā)明中將共享電極層230用作陽極。如果將共享電極層230用作為陰極，則共享電極層230的功函數(shù)5. OeV與作為發(fā)光層223的MEH-PPV的LUMO能級2. 8eV之間的能級差變大，因此如果在共享電極層230與發(fā)光層223之間導(dǎo)入用于補(bǔ)償能級的由鈦氧化物構(gòu)成的能級補(bǔ)償層，則在形成能級補(bǔ)償層時(shí)存在由有機(jī)物構(gòu)成的發(fā)光層223受損的問題。因此，優(yōu)選為將共享電極層230用作陽極， 并且將第二電極層221用作陰極。此外，在本發(fā)明中用作陰極的第二電極層221使用了 ITOandium Tin Oxide 銦錫氧化物)，但由于ITO的功函數(shù)為4. SeV，發(fā)光層223的LUMO能級為2. SeV，所以能級差大而存在電子的移動效率低的問題。因此，在本發(fā)明中，在第二電極層221與發(fā)光層223之間形成能級補(bǔ)償層222來提高電子的移動效率。能級補(bǔ)償層222優(yōu)選為具有小于第二電極層221的功函數(shù)，且大于發(fā)光層223的 LUMO能級的LUMO能級，并且選擇透明的材料。在本發(fā)明中使用具有4. 4eV左右的LUMO能級的鈦氧化物(TiOx)。太陽能電池部210構(gòu)成為，包括在發(fā)光元件部220中用作電極的共享電極層230 和第一電極層211來作為一對電極，并且在共享電極層230與第一電極層211之間包括光電轉(zhuǎn)換層213。
光電轉(zhuǎn)換層213可使用在薄膜型太陽能電池中使用的光電轉(zhuǎn)換物質(zhì)。本發(fā)明中使用作為有機(jī)高分子物質(zhì)的高分子-富勒烯復(fù)合體，即PCDTBTPC7tlBM(poly[N-9〃 -hept a-decanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4 ‘ , 7 ' _di_2_thienyl_2 ‘ , 1 ‘ ,3 ‘ -benzothi adiazole) [6,6]-phenyl C70-butyricacidmethyl ester)，并且層Bi在共享電極層 230上。用作光電轉(zhuǎn)換層213的PCDTBT PC7tlBM在HOMO能級具有5. 5eV的能帶，在LUMO能級具有3. 6eV的能帶。第一電極層211使用作為反射性金屬物質(zhì)的Al。觀察構(gòu)成太陽能電池部210的各個(gè)層的能級可以發(fā)現(xiàn)，共享電極層230的功函數(shù)為5. OeV，光電轉(zhuǎn)換層213的HOMO能級為5. 5eV,LUM0能級為3. 6eV，且用作第一電極層211 的Al的功函數(shù)為4. 3eV0因此，由于光電轉(zhuǎn)換層213的LUMO能級與第一電極層211的功函數(shù)的能級之差不大，所以在光電轉(zhuǎn)換層213中生成的電子向第一電極層211的遷移率高，并且由于光電轉(zhuǎn)換層213的HOMO能級與共享電極層230的功函數(shù)的能級之差不大，所以在光電轉(zhuǎn)換層213中生成的空穴向共享電極層230的遷移率高。然而，由于存在在光電轉(zhuǎn)換層213中生成的空穴向第一電極層211移動的問題，所以優(yōu)選為導(dǎo)入用于抑制空穴向第一電極層211移動的HBLOtole Blocking Layer 空穴阻擋層)。因此，優(yōu)選為在光電轉(zhuǎn)換層213與第一電極層211之間還包括用于執(zhí)行HBL功能的能級補(bǔ)償層212。作為能級補(bǔ)償層212，使用在發(fā)光元件部220中使用過的TiOx。由于TiOx的Η0Μ0能級遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光電轉(zhuǎn)換層213的Η0Μ0能級，所以能夠抑制在光電轉(zhuǎn)換層213中生成的空穴向第一電極層211移動，由此能夠提高太陽能電池部210的發(fā)電效率。在這里，作為本發(fā)明的一實(shí)施例所記載的發(fā)光元件部220中的層壓在共享電極層 230與能級補(bǔ)償層222之間的有機(jī)物層不限于上述的內(nèi)容，還可進(jìn)行各種變形例。在基于上述那樣的層壓結(jié)構(gòu)的電子元件200中，當(dāng)外部光源通過透明基板/第二電極層221/能級補(bǔ)償層222/發(fā)光層223/共享電極層230而進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層213時(shí)，光電轉(zhuǎn)換層213將光轉(zhuǎn)換為電能并分別向第一電極層211以及共享電極層230傳輸電子和空穴，并沿著與各個(gè)電極層211、230連接的配線向鋰(Li)離子電池等充電器(未圖示)儲存能量°此外，發(fā)光元件部220通過分別與共享電極層230和第二電極層221連接的配線來供給存儲在外部電源或上述充電器中的電能，并且在共享電極層230向發(fā)光層223傳輸空穴，在第二電極層221向發(fā)光層223傳輸電子，從而電子與空穴在發(fā)光層中復(fù)合而形成激子(excition)，激子向基態(tài)轉(zhuǎn)移的同時(shí)釋放光。此時(shí)所釋放的光通過太陽能電池部110傳遞至使用者。圖7及圖8為參照圖5及圖6說明的本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的在電子元件200 中測定太陽能電池部210以及發(fā)光元件部220的特性的圖表。圖7為測定太陽能電池部210的特性的圖，測定出了 1.31%的效率，圖8為測定發(fā)光元件部220的特性的圖，測定出了在約600nm的峰值波長帶最大亮度為6cd/m2，且最小驅(qū)動電壓為9V的特性。
權(quán)利要求
1.一種電子元件，其特征在于，上述電子元件包括太陽能電池部以及發(fā)光元件部； 上述太陽能電池部包括 第一電極層，形成于上述第一電極層上的能級補(bǔ)償層， 形成于上述能級補(bǔ)償層上的光電轉(zhuǎn)換層，以及形成于光電轉(zhuǎn)換層上的共享電極層； 上述發(fā)光元件部包括 上述共享電極層，形成于上述共享電極層上的發(fā)光層，以及形成于上述發(fā)光層上的第二電極層；上述能級補(bǔ)償層的LUMO能級小于上述第一電極層的功函數(shù)，且大于上述光電轉(zhuǎn)換層的LUMO能級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于，上述共享電極層包括高分子有機(jī)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子元件，其特征在于，上述共享電極層包括PED0T:PSS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于，上述能級補(bǔ)償層為鈦氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子元件，其特征在于，上述第一電極層為透明的氧化物電極，上述第二電極層為不透明的金屬電極。
6.一種電子元件，其特征在于，上述電子元件包括發(fā)光元件部和太陽能電池部； 上述發(fā)光元件部包括 第二電極層，形成于上述第二電極層上的能級補(bǔ)償層， 形成于上述能級補(bǔ)償層上的發(fā)光層，以及形成于上述發(fā)光層上的共享電極層； 上述太陽能電池部包括 上述共享電極層，形成于上述共享電極層上的光電轉(zhuǎn)換層，以及形成于上述光電轉(zhuǎn)換層上的第一電極層；上述能級補(bǔ)償層的LUMO能級小于上述第二電極層的功函數(shù)，且大于上述發(fā)光層的 LUMO能級。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子元件，其特征在于，上述共享電極層包括高分子有機(jī)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件，其特征在于，上述共享電極層包括PED0T:PSS。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子元件，其特征在于，上述能級補(bǔ)償層為鈦氧化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子元件，其特征在于，上述第二電極層為透明的氧化物電極，上述第一電極層為不透明的金屬電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子元件，其特征在于，在上述光電轉(zhuǎn)換層與上述第一電極層之間還包括能級補(bǔ)償層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括發(fā)光元件及太陽能電池性能的電子元件，該電子元件包括太陽能電池部以及發(fā)光元件部，上述太陽能電池部包括第一電極層，形成于上述第一電極層上的能級補(bǔ)償層，形成于上述能級補(bǔ)償層上的光電轉(zhuǎn)換層，以及形成于上述光電轉(zhuǎn)換層上的共享電極層；上述發(fā)光元件部包括上述共享電極層，形成于上述共享電極層上的發(fā)光層；以及形成于上述發(fā)光層上的第二電極層；上述能級補(bǔ)償層的LUMO能級小于上述第一電極層的功函數(shù)，且大于上述光電轉(zhuǎn)換層的LUMO能級。上述電子元件基于如上所述結(jié)構(gòu)，具有因各層之間的電子遷移率高而使發(fā)光元件的發(fā)光效率或太陽能電池的發(fā)電效率提高的效果。
文檔編號H01L31/042GK102473762SQ201080026611
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者姜洪葵, 李光熙, 金根鎮(zhèn), 黃仁旭 申請人:光州科學(xué)技術(shù)院