專利名稱：包括有機層的光敏部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括有機層的光敏部件，有機層由具有兩個電極的單電池、串聯(lián)電池或并聯(lián)電池以及在電極之間的至少包括三種吸收材料的光敏受主-施主層系統(tǒng)組成。
背景技術(shù)：
自1986年由Tang等人證實了效率在百分比范圍內(nèi)的第一有機太陽能電池(C. ff. Tang等人，Appl. Phys. Lett. 48，183(1986))以來，已經(jīng)廣泛地研究了將有機材料用于各種電子部件和光電子部件。有機太陽能電池由一系列有機材料薄層(通常是Inm至Iym)組成，這些有機材料優(yōu)選在低的壓力下被氣相沉積或從溶液旋涂?？梢杂媒饘賹?、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)和域透明導(dǎo)電聚合物(PEDOT-PSS，PANI)來建立電接觸。
太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化成電能。此處，術(shù)語“光敏”同樣表示光能到電能的轉(zhuǎn)化。與無機太陽能電池相比，在有機太陽能電池中，光不直接生成自由電荷載流子；相反，首先形成激子，即，電中性激發(fā)狀態(tài)(束縛的電子-空穴對)。僅在第二步驟中，這些激子被分離成自由電荷載流子，這然后促進電流流動。與傳統(tǒng)的基于無機物的部件(半導(dǎo)體,如硅、砷化鎵)相比,這樣的基于有機物的部件的優(yōu)點是光學(xué)吸收系數(shù)有時非常高(高達2X 105cm-l)，并且因此能夠以低的材料消耗和能量消耗制造非常薄的太陽能電池。另外的技術(shù)方面是低的成本、能夠在塑料膜上制造柔性大面積部件以及有機化學(xué)的實際上無限的可能的變體和無限的可用性。在文獻中已經(jīng)提出的有機太陽能電池的一個可能的實現(xiàn)方式是具有以下層結(jié)構(gòu)的pin二極管[Martin Pfeiffer,“Controlled doping of organic vacuum deposited dyelayers basics and applications (有機真空沉積染料層的受控摻雜基礎(chǔ)和應(yīng)用)”,PhD論文TU-Dresden, 1999] :0.載流子,基板，I.底部接觸，通常是透明的，2. P 層，3.i 層，4· η 層，5.頂部接觸。在該上下文中，η和P分別表示η摻雜和ρ摻雜，η摻雜和ρ摻雜分別導(dǎo)致在熱平衡狀態(tài)下的自由電子和空穴的密度的增加。但是，由于材料的特性(例如，不同的遷移率)、由于未知的雜質(zhì)(例如，在層制造期間來自反應(yīng)產(chǎn)物、分解或合成的剩余殘余物)或由于環(huán)境影響(例如，接合層、金屬或其他有機材料的向內(nèi)擴散、來自環(huán)境大氣的氣體摻雜)，也可能η層或ρ層是至少部分名義上未摻雜的或單獨地優(yōu)選地具有η導(dǎo)電特性或優(yōu)選地具有ρ導(dǎo)電特性。在該上下文中，這樣的層應(yīng)該主要被理解為傳輸層。相反地，術(shù)語“i層”表示名義上未摻雜的層(本征層)。在該上下文中，一個或更多個i層可以是包括一種材料或兩種材料的混合物的層(稱作互穿網(wǎng)絡(luò)或本體異質(zhì)結(jié)；M. Hiramoto等人.Mol. Cryst. Liq.Cryst.，2006，444，33-40頁)。穿過透明底部接觸入射的光在i層或n/p層中產(chǎn)生激子(束縛的電子-空穴對)。這些激子僅可以通過非常高的電場或在適當(dāng)?shù)慕缑嫣幏蛛x。在有機太陽能電池中，無法獲得充分高的電場，并且因此用于有機太陽能電池的所有有前景的概念是基于光敏界面處的激子分離。由于擴散，激子到達這樣的活性界面在該界面處，電子與空穴彼此分離。吸收電子的材料稱作受主，吸收空穴的材料稱作施主。分離界面可以在P (η)層與i層之間或在兩個i層之間。在安裝的太陽能電池的電場中，之后，電子傳輸?shù)溅菂^(qū)域，空穴傳輸?shù)絇區(qū)域。例如，如WO 2004083958所述，傳輸層優(yōu)選地為具有寬帶隙的透明材料或基本透明材料。在此，寬帶隙材料指吸收最大值在< 450nm、優(yōu)選地在< 400nm的波長范圍內(nèi)的材料。由于光總是首先產(chǎn)生激子并且還沒有自由電荷載流子，因此，激子到活性界面的低復(fù)合擴散在有機太陽能電池中起關(guān)鍵作用。為了有助于光電流，因此，在良好的有機太陽能電池中的激子擴散長度必須明顯超過光的通常的滲透深度，以使得可以利用光的主要部分。在結(jié)構(gòu)方面并且關(guān)于化學(xué)純度是完美的薄層或有機晶體的確滿足該標準。但是，對于大面積應(yīng)用，不能使用單晶有機材料，并且制造具有充分的結(jié)構(gòu)完整性的多層迄今為止仍非常困難。
如果i層是混合層，則光吸收的任務(wù)僅由部件中的一個部件或另外地通過兩者來承擔(dān)?；旌蠈拥膬?yōu)點是產(chǎn)生的激子在到達分離的疇界之前必須僅覆蓋非常短的距離。電子或空穴在相應(yīng)的材料中分別被傳輸。由于材料在整個混合層中彼此接觸，因此，在該概念中如下情況是關(guān)鍵的在相應(yīng)材料上的分離的電荷具有長的壽命并且具有存在用于兩種電荷載流子類型的從任意位點朝著相應(yīng)的接觸的連續(xù)滲流路徑。US 5，093，698公開了有機材料的摻雜。受主型或施主型摻雜劑質(zhì)的添加提高了層中的平衡電荷載流子濃度并且增強了導(dǎo)電性。根據(jù)US5，093，698，在電致發(fā)光的部件中，在與接觸材料的界面處，摻雜層用作注入層。同樣的摻雜方法也類似適用于太陽能電池。文獻公開了各種可能的實現(xiàn)光敏i層的方法。例如，光敏i層可以為雙層(EP0000829)或混合層(Hiramoto，Appl. Phys. Lett. 58，1062(1991))。也已知的是雙層和混合層的組合(Hiramoto, Appl. Phys. Lett. 58,1062(1991) ；US 6,559,375)。同樣地，已知在混合層的不同區(qū)域中的混合比不同(US 20050110005)，并且混合比具有梯度。從文獻中也已知的是串聯(lián)太陽能電池或并聯(lián)太陽能電池(Hiramoto,Chem. Lett.,1990,327(1990) ；DE 102004014046)。從文獻另外已知的是有機pin串聯(lián)電池(DE 102004014046):這樣的串聯(lián)電池的結(jié)構(gòu)由兩個單獨的pin電池組成，層順序“pin”描述ρ摻雜的層系統(tǒng)、未摻雜的光敏層系統(tǒng)以及η摻雜的層系統(tǒng)的順序。摻雜的層系統(tǒng)優(yōu)選地由稱作寬間隙材料/層的透明材料組成，并且在這種情況下，摻雜的層系統(tǒng)也可以部分地或全部地未摻雜或者另外地具有作為位置的函數(shù)的不同的摻雜劑濃度或者在摻雜劑濃度中具有連續(xù)的梯度。具體地，具有非常低的摻雜或高的摻雜的區(qū)域在如下區(qū)域中也是可能的貼近電極的邊界區(qū)域中、貼近另一摻雜的或未摻雜的傳輸層的邊界區(qū)域中、貼近有源層的邊界區(qū)域中；或者在串聯(lián)電池或并聯(lián)電池的情況下，在貼近鄰接的pin或nip子電池的邊界區(qū)域中，S卩，在復(fù)合區(qū)的區(qū)域中。所有這些特征的任意期望的組合也是可能的。當(dāng)然，這樣的串聯(lián)電池也可以是稱作反式結(jié)構(gòu)(例如,nip串聯(lián)電池)的串聯(lián)電池。下文中，由術(shù)語“pin串聯(lián)電池”指所有這些可能的串聯(lián)電池實現(xiàn)形式。
在本發(fā)明的上下文中，小分子理解為表示單分散摩爾質(zhì)量在100與2000之間的非聚合有機分子，這些小分子在標準壓力(環(huán)境大氣的氣壓)下和室溫下處于固相。更具體地，這些小分子也可以是光敏的，“光敏”理解為表示分子在光的入射下改變它們的電荷狀態(tài)。有機太陽能電池的問題是當(dāng)前在實驗室中迄今為止獲得的6-7%的最高效率仍太低。對于大多數(shù)應(yīng)用，特別是大面積應(yīng)用，大約10%的效率認為是必須的。由于有機半導(dǎo)體相對弱的傳輸特性(與無機半導(dǎo)體相比)以及可用于有機太陽能電池中的吸收體的層厚度方面的相關(guān)限制，通常認為借助于串聯(lián)電池(Tayebeh Ameri等人，Organic tandemsolar cells Areview(有機串聯(lián)太陽能電池綜述)，Energy Environ. Sci.，2009, 2，347-363 ；DE 102004014046. 4)能夠最好地實現(xiàn)這樣的效率。具體地，未來，可以僅借助于串聯(lián)電池達到15%的效率。在這樣的串聯(lián)太陽能電池的常規(guī)構(gòu)造中，在兩個子電池中使用多個吸收系統(tǒng)，這些吸收太陽光譜的不同部分(甚至可能交疊)以開發(fā)最大范圍。在此，一個子電池的吸收系統(tǒng)吸收短波光譜范圍(優(yōu)選地，在可見光范圍內(nèi))，另一子電池的吸收系統(tǒng)吸收長波光譜范圍(優(yōu)選地，在紅外范圍內(nèi))。圖I示出了常規(guī)構(gòu)造的串聯(lián)電池的兩個子 電池中的吸收光譜的示意性分布。這些串聯(lián)電池的缺點是與其他子電池相比，具有紅外吸收體的子電池遞送較低的開路電壓，并且該子電池因此僅能夠?qū)Σ考男首龀鱿鄬π〉呢暙I。因此，本發(fā)明的一個目的是詳細說明克服所指出的缺點的有機光敏部件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的有機光敏部件實現(xiàn)該目的。在從屬權(quán)利要求中詳細說明了有利的構(gòu)造。采用單電池、串聯(lián)電池或并聯(lián)電池的形式的發(fā)明部件具有兩個電極，一個電極布置在基板上，一個電極作為頂部對電極。在電極之間是作為吸收系統(tǒng)的具有至少三種吸收材料的光敏受主-施主層系統(tǒng)。至少兩種吸收材料為施主或受主,采用施主或受主形式的兩種吸收材料中的一種吸收材料比另一種吸收材料吸收更長的波長，并且兩種吸收材料中的一種吸收材料的斯托克斯位移和域吸收寬度小于另一種吸收材料的。在本發(fā)明的上下文中，斯托克斯位移定義為最大吸收與最大光致發(fā)光之間的以nm計的距離。施主指釋放電子的材料。受主指吸收電子的材料。吸收材料理解為表示吸收> 400nm的波長范圍的材料。在此，有機膜的吸收寬度或吸收范圍認為是表示局部吸收最大值的以nm計的半高寬度(在局部吸收最大值的50%處的寬度)或者在局部吸收最大值的20%的值處的以nm計的吸收光譜的寬度。在應(yīng)用兩種定義中的至少一種定義時，它在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在本發(fā)明的一個實施方案中，光敏層系統(tǒng)具有至少三種吸收材料1、2、3，吸收材料I和吸收材料2為施主，吸收材料3為受主。在這樣的情況下,吸收材料2的斯托克斯位移小于吸收材料I的。在本發(fā)明的一個實施方案中，光敏層系統(tǒng)具有至少三種吸收材料1、2、3，吸收材料I和吸收材料2為受主，吸收材料3為施主。在這樣的情況下,吸收材料2的斯托克斯位移小于吸收材料I的。在本發(fā)明的一個實施方案中，光敏層系統(tǒng)具有至少三種吸收材料1、2、3，吸收材料I和吸收材料2為施主，吸收材料3為受主。在這樣的情況下,吸收材料2比吸收材料I的吸收寬度小。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收系統(tǒng)中施主或受主形式的至少兩種吸收材料中的一種材料比另一種吸收材料的吸收寬度小。在本發(fā)明的一個實施方案中，光敏層系統(tǒng)具有至少三種吸收材料1、2、3，吸收材料I和吸收材料2為受主，吸收材料3為施主。在這樣的情況下,吸收材料2比吸收材料I的吸收寬度小。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收系統(tǒng)包括施主-受主系統(tǒng)，吸收系統(tǒng)的吸收寬 度具有至少200nm至250nm的寬度。 在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收系統(tǒng)由具有至少三種吸收材料1、2、3的光敏受主-施主層系統(tǒng)組成。吸收材料I和吸收材料2兩者都為施主或者兩者都為受主，吸收材料2比吸收材料I吸收更長的波長，并且吸收材料2的斯托克斯位移和/或吸收寬度小于吸收材料I的。在本發(fā)明的另一實施方案中，吸收系統(tǒng)由包括至少三種吸收材料1、2、3的光敏受主-施主層系統(tǒng)組成。吸收材料I和吸收材料2兩者都為施主或者兩者都為受主，吸收材料2比吸收材料I吸收更短的波長，并且吸收材料2的斯托克斯位移和/或吸收寬度小于吸收材料I的。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收系統(tǒng)中施主或受主形式的至少兩種吸收材料中的一種吸收材料比另一種吸收材料吸收更長的波長。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收系統(tǒng)至少包括兩種吸收材料1、2，第二吸收材料2比吸收材料I吸收更長的波長。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收系統(tǒng)中施主或受主形式的至少兩種吸收材料中的一種吸收材料比另一種吸收材料吸收更短的波長。在本發(fā)明的另一實施方案中，第二吸收材料2比第一吸收材料I的吸收范圍窄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，此發(fā)明構(gòu)造的優(yōu)點是對于相同的吸收范圍，太陽能電池能夠遞送較聞的開路電壓。為了生成足夠的總功率，太陽能電池的效率可以為10%或更大，串聯(lián)電池或并聯(lián)電池中的相應(yīng)吸收系統(tǒng)的吸收寬度必須具有至少200nm至250nm的寬度。例如，一個子電池可以吸收從400nm至650nm的寬度，另一子電池可以吸收從650nm至900nm的寬度(圖2)。在另一實施方案中，部件構(gòu)造為有機pin太陽能電池或有機pin串聯(lián)太陽能電池。串聯(lián)太陽能電池指由兩個串聯(lián)太陽能電池的垂直堆疊組成的太陽能電池。在本發(fā)明的一個實施方案中，第一吸收材料I和第二吸收材料2兩者都為施主或兩者都為受主。在本發(fā)明的另一實施方案中，第二吸收材料2的斯托克斯位移小于第一吸收材料I的。在本發(fā)明的另一實施方案中，第一吸收材料I和/或第二吸收材料2至少部分地
以混合層存在。
在本發(fā)明的另一實施方案中，吸收系統(tǒng)的至少兩種吸收材料至少部分地以混合層存在。在本發(fā)明的另一實施方案中，吸收系統(tǒng)中施主或受主形式的至少兩種吸收材料中的一種吸收材料的HOMO(最高占據(jù)分子軌道)能級與另一種吸收材料相差不超過O. 2eV，優(yōu)選地不超過O. IeV0例如，吸收材料2的HOMO能級和吸收材料I相差不超過O. 2eV,優(yōu)選地不超過O. IeV0如果吸收材料2比吸收材料I吸收更長的波長，則吸收材料2將總體上限制開路電壓，并且吸收材料2的HOMO能級不應(yīng)該比用于吸收材料I的過高以不造成不必要的電壓損失。在本發(fā)明的另一實施方案中，在部件中也存在有一個或更多個未摻雜的、部分摻雜的或完全摻雜的傳輸層。這些傳輸層優(yōu)選地在< 450nm處更優(yōu)選地在< 400nm處具有最大吸收。 在本發(fā)明的另一實施方案中，在吸收系統(tǒng)中存在有至少一種另外的吸收材料(吸收材料3)，并且吸收材料1、2和3中的兩種或更多種具有彼此互補的不同的光學(xué)吸收光譜以覆蓋最大寬度的光譜范圍。在本發(fā)明的另一實施方案中，吸收材料1、2和3中的至少一種吸收材料的吸收范圍延伸到在> 700nm至1500nm的波長范圍內(nèi)的紅外范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一實施方案中，吸收材料1、2和3中的至少一種吸收材料是選自富勒烯或富勒烯衍生物、酞菁、茈衍生物、TPD衍生物或寡聚噻吩的吸收材料。在本發(fā)明的另一實施方案中，部件由串聯(lián)電池或并聯(lián)電池組成。部件優(yōu)選地包括nip、ni、ip、pnip、pni、pip、nipn、nin、ipn、pnipn、pnin 或 pipn 結(jié)構(gòu)的組合,其中，包括至少一個i層的兩個或多個獨立組合彼此堆疊在一起。在本發(fā)明的另一實施方案中，部件的層系統(tǒng)的層為延伸入射光的光學(xué)路徑的光阱的形式。在本發(fā)明的另一實施方案中，使用的有機材料為小分子。在本發(fā)明的上下文中，小分子認為是表示具有100與2000之間的單分散摩爾質(zhì)量并且在標準氣壓(環(huán)境大氣的氣壓)下和室溫下處于固相的非聚合有機分子。更具體地，這些小分子也可以是光敏的，“光敏”被理解為表示分子在光的入射下改變它們的電荷狀態(tài)。在本發(fā)明的另一實施方案中，使用的有機材料至少部分是聚合物。在本發(fā)明的另一實施方案中，有機層至少部分由小分子組成、至少部分由聚合物組成或至少部分由小分子和聚合物的組合組成。在本發(fā)明的另一實施方案中，部件至少在某些光波長范圍內(nèi)是半透明的。在本發(fā)明的另一實施方案中，部件用于平的、彎曲的或柔性的載體表面上。這些載體表面優(yōu)選地為塑料膜或金屬箔(例如，鋁、鋼)等。在本發(fā)明的另一實施方案中，部件采用串聯(lián)電池的形式來實現(xiàn)。在串聯(lián)電池中，兩個子電池吸收相等程度和/或生成相等數(shù)量的電力是重要的。這是因為，如果一個子電池中的吸收太窄，則所述子電池不生成足夠的電力，并且由于較低的電流被限制在串聯(lián)電池中，因此，整個部件具有較低的效率。但是，具有較寬吸收的有機吸收劑的問題是之后，光致發(fā)光也偏移得更遠并且斯克托斯位移更大。但是，較大的斯克托斯位移表示更大的材料中的能量損失(由于復(fù)合過程引起；光致發(fā)光能級表示系統(tǒng)中存在多少能量)。這最終表示使用具有相對寬的吸收(對于相同的最大吸收長度)的材料僅能夠?qū)崿F(xiàn)較低的開路電壓。這直接引起了紅外吸收的問題由于小的帶隙，能夠?qū)崿F(xiàn)的開路電壓已經(jīng)較低。但是，為了使具有紅外吸收系統(tǒng)的子電池現(xiàn)在生成恰好與另一個子電池同樣多的電流，紅外吸收必須同樣地具有寬吸收，這引起非常小的總開路電壓。在這樣的系統(tǒng)的情況下，上述的效果是如果有的話，僅在具有非常大的困難的情況下，才可實現(xiàn)10%的效率的目的。在本發(fā)明的一個實施方案中，借助于由寬吸收材料(材料I)和窄吸收材料(材料2)的組合組成的吸收系統(tǒng)來解決該問題，其中，寬吸收材料(材料I)吸收較短的波長(優(yōu)選地是VIS)并且因此能夠遞送相對較高的開路電壓；窄吸收材料(材料2)吸收較長的波長(優(yōu)選地是紅外)，但是由于小的斯托克斯位移，因此同樣能夠與材料I遞送相同的開路電壓(圖3)。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收材料2的吸收寬度比吸收材料I的吸收寬度窄20nm至250nm,更優(yōu)選地窄50nm至lOOnm。在本發(fā)明的一個實施方案中，與第一吸收材料I相比，第二吸收材料2具有較高或非常高的吸收(最大光學(xué)密度值)。 在本發(fā)明的一個實施方案中，發(fā)明的光敏部件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)包括吸收相對短的波長(優(yōu)選地是VIS)的寬吸收吸收材料(材料I)和吸收較長的波長(優(yōu)選地是紅外)的窄吸收吸收材料(材料2)的組合。在這樣的情況下，材料I和材料2可以表現(xiàn)為各個層或混合層或任意期望的組合。在本發(fā)明的一個實施方案中，吸收材料I和2兩者為施主或受主。吸收系統(tǒng)包括至少三種吸收材料，在吸收材料I和2為受主的情況下吸收材料3為施主，或者如果吸收材料I和2為施主則吸收材料3為受主。當(dāng)作為單電池實施時，發(fā)明的光敏部件的吸收系統(tǒng)可以具有以下結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)，其中，IL =各個層，ML =混合層IL材料1/IL材料2/1L材料3IL材料2/1L材料1/IL材料3ML 材料 1/IL 材料 2ML材料1/IL材料2/1L材料3IL材料3/ML材料1/IL材料2ML 材料 2/1L 材料 IML材料2/1L材料I/1L材料3IL材料3/ML材料2/1L材料IML 材料 I/ML 材料 2ML材料I/ML材料2/1L材料3ML材料2/ML材料1/IL材料3包括材料I、2和3的三組分混合層在本發(fā)明的一個實施方案中，當(dāng)作為串聯(lián)電池或并聯(lián)電池實施時，發(fā)明的光敏部件如下實現(xiàn)第一子電池包括寬吸收材料(材料I)和比材料I吸收更長的波長的窄吸收材料(材料2)的組合以及
第二子電池包括寬吸收材料(材料4)和比材料4吸收更長的波長的窄吸收材料(材料5)的組合。在本發(fā)明的一個實施方案中，材料I和2吸收可見光波長范圍(VIS)，材料4和5吸收紅外范圍(IR)。串聯(lián)電池因此在各個子電池中吸收VIS范圍和IR范圍兩者，并且因此如在常規(guī)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)中一樣覆蓋太陽光譜的寬范圍(優(yōu)選地從400nm到900nm)并且因此遞送大電流。但是，由于這些串聯(lián)電池的特定的發(fā)明結(jié)構(gòu)，兩個子電池能夠遞送大的開路電壓，并且因此，與具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的串聯(lián)電池相比效率較高。在本發(fā)明的一個實施方案中，在發(fā)明的串聯(lián)電池中，材料I和2兩者或材料4和5兩者中的每個為施主或受主。例如，子電池I的吸收系統(tǒng)I可以具有以下結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)(IL =各個層；ML =混合層；材料)
IL材料1/IL材料2/1L材料3IL材料2/1L材料1/IL材料3ML 材料 1/IL 材料 2ML材料1/IL材料2/1L材料3IL材料3/ML材料1/IL材料2ML 材料 2/1L 材料 IML材料2/1L材料1/IL材料3
IL材料3/ML材料2/1L材料IML 材料 I/ML 材料 2ML材料I/ML材料2/1L材料3ML材料2/ML材料1/IL材料3包括材料I、2和3的三組分混合層以及，子電池2的吸收系統(tǒng)2可以具有以下結(jié)構(gòu)IL材料4/IL材料5/IL材料6IL材料5/1L材料4/1L材料6ML 材料 4/1L 材料 5ML材料4/1L材料5/1L材料6IL材料6/ML材料4/IL材料5ML 材料 5/1L 材料 4ML材料5/1L材料4/1L材料6IL材料6/ML材料5/1L材料4ML 材料 4/ML 材料 5ML材料4/ML材料5/1L材料6ML材料5/ML材料4/1L材料6包括有材料4、5和6的三組分混合層在本發(fā)明的一個實施方案中，如果材料4和5為受主則材料6為施主，并且如果材料4和5為施主則材料6為受主。在本發(fā)明的一個實施方案中，材料3和6也可以是相同的。材料1、2、4和5中的一種或更多種材料相同也是可能的。之后，包括多于兩個子電池的串聯(lián)電池或并聯(lián)電池可以為子電池I和2的上述結(jié)構(gòu)的任意組合。在本發(fā)明的另一實施方案中，光敏混合層中的至少一個層包括選自富勒烯或富勒烯衍生物((6(|、(7(|等)的材料作為受體。在本發(fā)明的另一實施方案中，光敏混合層中的至少一個層包括如下材料作為施主，所述材料選自如W02006092134中描述的材料、酞菁、茈衍生物、TH)衍生物或寡聚噻吩。在本發(fā)明的另一實施方案中，光敏混合層中的至少一個層包括材料富勒烯C6tl作為受主以及材料4Ρ- )作為施主。 在本發(fā)明的另一實施方案中，接觸由金屬、導(dǎo)電氧化物(特別是ITO、ZnOiAl或其它TC0)或?qū)щ娋酆衔?特別是PED0T:PSS或PANI)組成。在多混合層系統(tǒng)中，電荷載流子出現(xiàn)了傳輸能級提高的問題。通過已安裝的pin結(jié)構(gòu)的場來顯著地促進該傳輸。此外，在Pin結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個混合層可以關(guān)于摻雜的寬間隙傳輸層偏移以實現(xiàn)光學(xué)吸收。出于該目的，將Pin結(jié)構(gòu)變成nip結(jié)構(gòu)也可非常有利。具體地，當(dāng)多個混合層中的不同材料吸收不同波長范圍時，結(jié)構(gòu)(pin或nip)的適當(dāng)選擇或傳輸層的層厚度的適當(dāng)選擇使得不同材料中的每種材料關(guān)于部件內(nèi)的光的密度分布定位在最優(yōu)位置處。特別地，在串聯(lián)電池的情況下，該優(yōu)化對于實現(xiàn)各個電池的光電流的平衡并且因此實現(xiàn)最大效率而言非常重要。在發(fā)明部件的另一實施方案中，P摻雜層也存在于第一導(dǎo)電層(η層)與基板上的電極之間，使得所述結(jié)構(gòu)為pnip或pni結(jié)構(gòu)，所述摻雜優(yōu)選地被選擇為如下水平，在所述水平下，直接Pn接觸不具有勢壘效應(yīng)而是優(yōu)選通過隧穿過程導(dǎo)致低損失的復(fù)合。在本發(fā)明的另一實施方案中，P摻雜層也可以在部件中存在于光敏i層與基板上的電極之間，使得所述結(jié)構(gòu)是pip或Pi結(jié)構(gòu)，另外的P摻雜層具有至多是O. 4eV但是優(yōu)選地小于O. 3eV的在i層的電子傳輸能級之下的費米能級，使得從i層到該P層能夠具有低損失的電子提取。在發(fā)明部件的另一實施方案中,η層系統(tǒng)也存在于ρ摻雜層與相對的電極之間，使得結(jié)構(gòu)為nipn或ipn結(jié)構(gòu),所述摻雜優(yōu)選地被選擇為如下水平,在所述水平下,直接pn接觸不具有勢壘效應(yīng)而是優(yōu)選地通過隧穿過程導(dǎo)致低損失的復(fù)合。在另一實施方案中，η層系統(tǒng)也可以在部件中存在于固有的光敏層與相對電極之間，使得結(jié)構(gòu)為nin或in結(jié)構(gòu)，另外的η摻雜層具有至多為O. 4eV但是優(yōu)選地小于O. 3eV的在i層的空穴傳輸能級之上的費米能級，使得從i層到該η層能夠具有低損失的空穴提取。在發(fā)明部件的另一實施方案中，部件包括η層系統(tǒng)和/或ρ層系統(tǒng)，使得結(jié)構(gòu)為pnipn、pnin、pipn或p_i_n結(jié)構(gòu),在所有情況下,其均具有如下特征-不考慮導(dǎo)電類型_鄰接光敏i層的在基板側(cè)上的層具有比鄰接i層的在遠離基板的側(cè)上的層低的熱功函數(shù)，使得當(dāng)不施加外部電壓到部件時光生電子優(yōu)選地朝著基板傳輸而離開。在上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)選的發(fā)展中，這些被執(zhí)行為有機串聯(lián)太陽能電池或并聯(lián)太陽能電池° 例如，部件可以是包括 nip、ni、ip、pnip、pni、pip、nipn、nin、ipn、pnipn、pnin 或 pipn結(jié)構(gòu)的組合的串聯(lián)電池，其中，包括至少一個i層的若干獨立組合彼此堆疊(交叉組合)。
在上述結(jié)構(gòu)的一個特別優(yōu)選的實施方案中，其構(gòu)造為pnipnipn串聯(lián)電池。在另一實施方案中，混合層中的受主材料至少部分是結(jié)晶形式。在另一實施方案中，混合層中的施主材料至少部分是結(jié)晶形式。在另一實施方案中，混合層中的受主材料和施主材料兩者至少部分是結(jié)晶形式。在另一實施方案中，受主材料在> 450nm的波長范圍內(nèi)具有吸收最大值。在另一實施方案中，施主材料在> 450nm的波長范圍內(nèi)具有吸收最大值。在另一實施方案中，除提到的混合層之外，光敏i層系統(tǒng)還包括另外的光敏各個層或混合層。
在另一實施方案中，η材料系統(tǒng)由一個層或更多個層組成。在另一實施方案中，P材料系統(tǒng)由一個層或更多個層組成。在另一實施方案中，施主材料是低聚物(特別是根據(jù)W02006092134的低聚物)、卟啉衍生物、并五苯衍生物或茈衍生物(例如DIP ( 二茚并茈)、DBP ( 二苯并茈)。在另一實施方案中，ρ材料系統(tǒng)包括DE102004014046中描述的ρ材料、TPD衍生物(三苯胺二聚物)、螺環(huán)化合物如螺吡喃、螺_惡嗪、MeO-TPD (N, N，N'，N'-四(4-甲氧苯基)聯(lián)苯胺)、di-NPB(N，N' - 二苯基-N，N' -二(N，N' -二(I-萘基)-N，N' -二苯基(1，1' - 二苯基)-4，4' -二胺)、MTDATA(4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯氨基)三苯胺)、TNATA(4，4'，4"-三[N-(I-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺)、BPAPF(9，9-二{4-[二(ρ-二苯基)氨基苯基]}芴)、NPAPF (9，9-二 [4-(N，N'-聯(lián)二萘 _2_ 基氨基)苯基]-9H-芴)、螺-TAD(2，2'，7，7'-四(二苯基氨基)-9，9 '-螺雙芴)、PV-TTO (N，N-二-4-(2，2-二苯基乙烯-I-基)苯基-N，N-二-4-甲基苯基聯(lián)苯胺)或4P_TPD(4，4' -二(N，N' - 二苯基氨基)四苯基)。在另一實施方案中，η材料系統(tǒng)包括富勒烯，例如C6(l、C70 ;NTCDA (1，4，5，8_萘四甲酸二酐)、NTCDT(萘四甲酸二酰亞胺)或PTCDT(茈-3，4，9，10-二(二甲酰亞胺))。在另一實施方案中，ρ材料系統(tǒng)包括ρ摻雜劑，所述ρ摻雜劑為F4-TCNQ，如DE10338406、DE10347856、DE10357044、DE102004010954、DE102006053320、DE102006054524以及DE102008051737中描述的ρ摻雜劑或過渡金屬氧化物(VO、W0、Mo0等)。在另一實施方案中，η材料系統(tǒng)包括η摻雜劑，所述η摻雜劑為TTF衍生物(四硫富瓦烯衍生物)或DTT衍生物(二噻吩并噻吩衍生物)，如DE10338406、DE10347856、DE10357044、DE102004010954、DE102006053320、DE102006054524 以及 DE102008051737 中描述的η摻雜劑或Cs、Li或Mg。在另一實施方案中，當(dāng)透過率> 80%時，一個電極是透明的并且另一個電極是反射性的，具有> 50%的反射率。在另一實施方案中，部件是半透明的且具有10-80%的透過率。在另一實施方案中，電極包括金屬(例如，Al、Ag、Au或Al、Ag、Au的組合)、導(dǎo)電氧化物(特別是ITO、ZnOiAl或另一 TCO (透明導(dǎo)電氧化物)、導(dǎo)電聚合物(特別是PEDOT/PSS (聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸鹽))或ΡΑΝΙ(聚苯胺))或這些材料的組合。在另一實施方案中，借助于形成于周期微結(jié)構(gòu)基板上的部件來實現(xiàn)光阱，并且，通過使用摻雜的寬間隙層確保了部件的均勻功能，即，免受短路接觸連接以及在整個區(qū)域上的電場的均勻分布。超薄部件在結(jié)構(gòu)化的基板上具有增加的形成局部短路的風(fēng)險，并且因此，這樣的不均勻性最終危及整個部件的功能。通過使用摻雜的傳輸層來降低該短路風(fēng)險。在本發(fā)明的另一實施方案中，借助于形成于周期微結(jié)構(gòu)基板上的部件實現(xiàn)光阱，并且，通過使用摻雜的寬間隙層確保了部件的均勻功能、免受短路接觸連接以及在整個區(qū)域上的電場的均勻分布。特別有利的是光穿過吸收層至少兩次，這可以引起光吸收的增加并且因此提高太陽能電池的效率。這可以借助于例如在表面上具有錐狀結(jié)構(gòu)的基板實現(xiàn)，其中，高度和寬度各自在從一微米至幾百微米的范圍內(nèi)。高度和寬度可以選擇為相同或不同。同樣，錐可以具有對稱結(jié)構(gòu)或不對稱結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的另一實施方案中，借助于具有到i層的光滑界面和到反射接觸的粗糙界面的摻雜的寬間隙層來實現(xiàn)光阱。例如，通過周期微結(jié)構(gòu)化可以實現(xiàn)粗糙界面。當(dāng)粗糙界面以擴散方式反射光時是特別有利的，這使得光路徑在光敏層內(nèi)延伸。在另一實施方案中，借助于形成于周期微結(jié)構(gòu)化的基板上的部件以及具有到i層的光滑界面和到反射接觸的粗糙界面的摻雜的寬間隙層來實現(xiàn)光阱。 在本發(fā)明的另一實施方案中，整個結(jié)構(gòu)已經(jīng)設(shè)置有透明的底部接觸和頂部接觸。在本發(fā)明的另一實施方案中，光敏部件，特別是有機太陽能電池，由電極和相對的電極以及在電極之間的至少兩個有機光敏混合層組成，混合層中的每個層至少包括兩種材料并且每個混合層中的兩種主要材料至少具有包括施主-受主系統(tǒng)的一個吸收系統(tǒng)，吸收系統(tǒng)的吸收寬度具有至少200nm至250nm的寬度。吸收系統(tǒng)至少包括兩種吸收材料(材料I和2)，材料2比材料I吸收更長的波長并且材料2比材料I的吸收范圍窄。在另一實施方案中，兩個混合層彼此直接鄰接，一個混合層的兩種主要材料中的至少一種材料是除另一混合層的兩種主要材料之外的有機材料。在上述實施方案的發(fā)展中，混合層的若干或全部主要材料彼此不同。在本發(fā)明的另一實施方案中，電極與相對電極之間布置有三個或更多個混合層。在本發(fā)明的另一實施方案中，除提到的混合層之外，還提出了另外的光敏各個層或混合層。在本發(fā)明的另一實施方案中，混合層系統(tǒng)與一個電極之間也存在有至少一個另外的有機層。在本發(fā)明的另一實施方案中，混合層系統(tǒng)與相對的電極之間也存在有至少一個另外的有機層。在本發(fā)明的另一實施方案中，一個或更多個另外的有機層是摻雜的寬間隙層，吸收最大值為< 450nm。在本發(fā)明的另一實施方案中，混合層的至少兩種主要材料具有不同的光學(xué)吸收光
-i'TfeP曰。在本發(fā)明的另一實施方案中，混合層的主要材料具有彼此互補的不同的光學(xué)吸收光譜，以覆蓋最大光譜范圍。在本發(fā)明的另一實施方案中，混合層的主要材料中的至少一種主要材料的吸收范圍延伸到紅外區(qū)域中。在本發(fā)明的另一實施方案中，混合層的主要材料中的至少一種主要材料的吸收范圍延伸到波長范圍在> 700nm至1500nm的范圍內(nèi)的紅外區(qū)域中。
在本發(fā)明的另一實施方案中，主要材料的HOMO和LUMO (最低未占分子軌道)能級匹配成使得系統(tǒng)能夠達到最大開路電壓、最大短路電流以及最大填充因子。在本發(fā)明的另一實施方案中，整個結(jié)構(gòu)設(shè)置有透明底部接觸和頂部接觸。在另一實施方案中，發(fā)明的光敏部件用于曲面上，例如，混凝土、屋頂瓦、粘土、汽車用玻璃等。與傳統(tǒng)的無機太陽能電池相比，有利的是發(fā)明的有機太陽能電池可以被施加到柔性載體例如膜、織物等。在另一實施方案中，在與發(fā)明的有機層系統(tǒng)相對的側(cè)上，通過粘附例如粘附劑將發(fā)明的光敏部件施加到膜或織物上。這使得能夠產(chǎn)生能夠根據(jù)需要布置在任意期望的表面上的太陽粘附膜。因此，能夠獲得自粘附太陽能電池。在另一實施方案中，發(fā)明的光敏部件具有鉤-環(huán)連接的形式的另一種粘附方式。在另一實施方案中，將發(fā)明的光敏部件與能量緩沖器或能量存儲介質(zhì)例如計算器、電容器等結(jié)合使用，用于連接到負載或器件。在另一實施方案中，將發(fā)明的光敏部件與薄膜電池結(jié)合使用。在另一實施方案中，在與發(fā)明的有機層系統(tǒng)相對的側(cè)上，通過粘附例如粘附劑將 發(fā)明的光敏部件施加到膜或織物上。這使得能夠產(chǎn)生能夠根據(jù)需要布置在任意期望的表面上的太陽粘附膜。因此，能夠獲得自粘附太陽能電池。在另一實施方案中，發(fā)明的有機太陽能電池具有鉤-環(huán)連接的形式的另一種粘附方式。


以下將更詳細地示出本發(fā)明。附圖示出了圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的串聯(lián)電池的兩個子電池中的吸收光譜的分布的示意圖，圖2是在發(fā)明的串聯(lián)電池中的兩個子電池中的吸收光譜的分布的示意圖，各個吸收系統(tǒng)的吸收寬度是至少200nm至250nm，圖3是在發(fā)明的單電池中的材料I和2的吸收光譜的可能分布的說明性示意圖，圖4在發(fā)明的單電池中的材料I和材料2的吸收和光致發(fā)光光譜的可能分布的說明性示意圖，圖5是在發(fā)明的單電池中的材料I和2的吸收光譜的可能分布的說明性示意圖，與材料I相比，材料2的吸收(最大光學(xué)密度值)較高或非常高，圖6是在發(fā)明的串聯(lián)電池中的兩個子電池中的四種材料的吸收光譜的分布的說明性示意圖，圖7是在發(fā)明的串聯(lián)電池中的兩個子電池中的四種材料的吸收光譜的分布的說明性示意圖，材料4和5比材料I和2吸收高，圖8是在發(fā)明的串聯(lián)電池中的兩個子電池中的四種材料的吸收光譜的分布的另外的說明性示意圖，圖9是在發(fā)明的串聯(lián)電池中的兩個子電池中的四種材料的吸收光譜的分布的另外的說明性示意圖，材料2和5比材料I和4吸收高，圖10是是在發(fā)明的串聯(lián)電池中的兩個子電池中的四種材料的吸收光譜的分布的另外的說明性示意圖，四種材料覆蓋太陽光譜的寬范圍，圖11是在微結(jié)構(gòu)化的基板上的示例性光敏部件的結(jié)構(gòu)的示意圖，以及圖12是示例性光敏部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式在第一工作實施例中，為了說明發(fā)明的布置，圖4中示出了材料I和材料2的吸收和光致發(fā)光光譜。在另外的工作實施例中，與材料I相比，圖5中的材料2的吸收(最大光學(xué)密度值)較高或非常高。在另外的工作實施例中，發(fā)明的光敏部件的結(jié)構(gòu)包括吸收在可見光范圍內(nèi)的相對 短的波長的寬吸收材料I以及吸收在紅外范圍內(nèi)的相對長的波長的窄吸收材料2的組合。在此，材料I和2表現(xiàn)為各個層。在以上工作實施例的一個構(gòu)造中，材料I和2為混合層的形式。但是，可以表現(xiàn)為任意期望的組合。在另外的工作實施例中，材料I和2兩者為施主。在另外的工作實施例中，材料I和2兩者為受主。在另外的工作實施例中，材料2的吸收范圍比材料I的吸收范圍窄20nm至150nm，更優(yōu)選地50nm至lOOnm。在另外的工作實施例中，吸收系統(tǒng)由三種材料組成，材料I和2為受主以及材料3為施主。在另外的工作實施例中，吸收系統(tǒng)由三種材料組成，材料I和2為施主以及材料3為受主。在另外的工作實施例中，在作為單電池實施時，發(fā)明的光敏部件的吸收系統(tǒng)具有以下結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)，其中，IL =各個層，ML =混合層IL材料1/IL材料2/1L材料3IL材料2/1L材料1/IL材料3ML 材料 1/IL 材料 2ML材料1/IL材料2/1L材料3IL材料3/ML材料1/IL材料2ML 材料 2/1L 材料 IML材料2/1L材料1/IL材料3IL材料3/ML材料2/1L材料IML 材料 1/ML 材料 2ML材料I/ML材料2/1L材料3ML材料2/ML材料1/IL材料3包括材料I、2和3的三組分混合層在另外的工作實施例中，第一子電池包括寬吸收材料(材料I)和比材料I吸收更長的波長的窄吸收材料(材料2)的組合以及
第二子電池包括寬吸收材料(材料4)和比材料4吸收更長的波長的窄吸收材料(材料5)的組合。在圖6中的另外的工作實施例中，材料I和2吸收可見光波長區(qū)域(VIS)以及材料4和5吸收紅外區(qū)域(IR)。在圖7中的另外的工作實施例中，材料4和5比材料I和2的吸收高。在圖8中的另外的工作實施例中，材料I和4吸收可見光波長區(qū)域(VIS)，材料2和5吸收紅外區(qū)域(IR)，材料I和4以及2和5的吸收光譜具有交疊的分布。在圖9中的另外的工作實施例中，材料I和4吸收可見光波長區(qū)域(VIS)，材料2和5吸收紅外區(qū)域(IR)，材料I和4以及2和5的吸收光譜具有交疊的分布，并且材料4和5比材料I和2的吸收高。在圖10中的另外的工作實施例中，材料I和4吸收可見光波長區(qū)域(VIS)，材料2 和5吸收紅外區(qū)域(IR)，材料2和5比材料I和4的吸收高，并且材料I和4以及2和5表現(xiàn)為吸收光譜的輕微交疊。在另外的工作實施例中，在發(fā)明的串聯(lián)電池中，材料I和2以及4和5均為施主。在另外的工作實施例中，在發(fā)明的串聯(lián)電池中，材料I和2以及4和5均為受主。在另外的工作實施例中，發(fā)明的有機部件采用串聯(lián)電池的形式，在這種情況下，相應(yīng)的子電池具有用于第一子電池的吸收系統(tǒng)I和用于第二子電池的吸收系統(tǒng)2。子電池I的吸收系統(tǒng)具有以下結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)(IL =各個層；ML =混合層)IL材料1/IL材料2/IL材料3IL材料2/IL材料1/IL材料3ML 材料 1/IL 材料 2ML材料1/IL材料2/IL材料3IL材料3/ML材料1/IL材料2ML 材料 2/IL 材料 IML材料2/IL材料1/IL材料3IL材料3/ML材料2/IL材料IML 材料 I/ML 材料 2 ML材料1/ML材料2/IL材料3ML材料2/ML材料1/IL材料3包括材料I、2和3的三組分混合層子電池2的吸收系統(tǒng)2具有以下結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)(IL =各個層；ML =混合層)IL材料4/1L材料5/1L材料6IL材料5/1L材料4/1L材料6ML 材料 4/1L 材料 5ML材料4/1L材料5/1L材料6IL材料6/ML材料4/1L材料5ML 材料 5/1L 材料 4 ML材料5/IL材料4/IL材料6IL材料6/ML材料5/1L材料4
ML 材料 4/ML 材料 5ML材料4/ML材料5/IL材料6ML材料5/ML材料4/IL材料6包括材料4、5和6的三組分混合層在另外的工作實施例中，材料4和5為受主以及材料6為施主。在另外的工作實施例中，材料4和5為施主以及材料6為受主。在另外的工作實施例中，材料3和6是相同的。在另外的工作實施例中，材料1、2、4以及5中的一種或更多種是相同的。 在另外的工作實施例中，在子電池之一中的光敏混合層中的至少之一包括材料富勒烯C6tl作為受主以及材料4Ρ- )作為施主。在本發(fā)明的另外的工作實施例中，在圖11中，光阱用于延伸有源系統(tǒng)中的入射光的光學(xué)路徑。光阱借助于形成于周期微結(jié)構(gòu)化的基板上的部件實現(xiàn)，并且，通過使用摻雜的寬間隙層來確保部件的均勻功能、無短路接觸連接以及在整個區(qū)域上的電場的均勻分布。特別有利的是光穿過吸收層至少兩次，這可以引起光吸收增加并且因此使得太陽能電池的效率提高。例如，借助于在表面上具有從一微米至幾百微米的范圍內(nèi)的高度和寬度的具有錐狀結(jié)構(gòu)的基板，這可以實現(xiàn)為圖11。高度和寬度可以選擇為相同或不同。同樣地，該錐可以具有對稱結(jié)構(gòu)或不對稱結(jié)構(gòu)。在此，錐狀結(jié)構(gòu)的寬度在Iym至200μπι之間。錐狀結(jié)構(gòu)的高度可以在I μ m至Imm之間。I.)圖11的定義:I μ m < d < 200 μ mI μ m < h < Imm11 :基板12 電極；例如 ITO 或金屬(10_200nm)I3 :HTL 或 ETL 層系統(tǒng)(10_200nm)14 :混合吸收層 I (10-200nm)15 :混合吸收層 2 (10-200nm)I6 :HTL 或 ETL 層系統(tǒng)(10_200nm)17 電極，例如 ITO 或金屬(10-200nm)18 :入射光的路徑在另外的工作實施例中，圖12中的發(fā)明光敏部件具有以下的層順序I.)玻璃基板I，2.) ITO 底部接觸 2，3.)電子傳輸層(ETL) 3,4.)混合吸收層 I (IO-2OOnm) 4，5.)混合吸收層 2 (10-200nm) 5，6.)空穴傳輸層(HTL) 6，7.)頂部接觸(例如，金)9。包括有機層的光敏部件
附圖標記列表I 基板2底部接觸(電極)3傳輸層系統(tǒng)(ETL或HTL)·4光敏層系統(tǒng)I5光敏層系統(tǒng)26傳輸層系統(tǒng)(HTL或ETL)9頂部接觸(電極)11 基板12 電極13HTL 或 ETL 層系統(tǒng)14混合吸收層I15混合吸收層216HTL 或 ETL 層系統(tǒng)17 電極18入射光的路徑
權(quán)利要求
1.一種包括有機層的光敏部件，由具有兩個電極(2，9)的單電池、串聯(lián)電池或并聯(lián)電池以及在所述電極(2，9)之間的至少包括三種吸收材料1、2、3的光敏受主-施主層系統(tǒng)(4)組成，吸收材料I和吸收材料2為施主以及吸收材料3為受主，或者吸收材料I和吸收材料2為受主以及吸收材料3為施主，其特征在于 (i)吸收材料2比吸收材料I吸收更長的波長 ( )吸收材料2的斯托克斯位移和/或吸收寬度小于吸收材料I的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光敏部件,其特征在于所述光敏受主-施主層系統(tǒng)(4)的至少兩種吸收材料至少部分地以混合層存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2中任一項所述的光敏部件，其特征在于所述吸收材料中的至少之一的吸收范圍延伸到波長范圍從> 700nm到1500nm的紅外范圍中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的光敏部件，其特征在于傳輸層(3，6)中的一個或更多個為未摻雜的、部分摻雜的或全部摻雜的層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的光敏部件，其特征在于傳輸層(3，6)中的一個或更多個為在< 450nm處具有最大吸收的未摻雜的、部分摻雜的或全部摻雜的寬間隙層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的光敏部件，其特征在于所述部件的所述層系統(tǒng)的所述層為延伸入射光的光學(xué)路徑的光阱的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的光敏部件，其特征在于所述光敏受主-施主層系統(tǒng)(4)的所述吸收材料中的至少之一為選自富勒烯或富勒烯衍生物、酞菁、茈衍生物、TPD衍生物或寡聚噻吩衍生物的類別的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的光敏部件，其特征在于為所述光敏受主-施主層系統(tǒng)(4)中的施主或受主的形式的所述至少兩種吸收材料中的一種吸收材料的HOMO能級與另一種吸收材料相差不超過O. 2eV，優(yōu)選地不超過O. IeV0
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的光敏部件，其特征在于所述部件由nip、ni、ip、pnip、pni、pip、nipn、nin、ipn、pnipn、pnin 或 pipn 結(jié)構(gòu)的組合組成,其中包括至少一個i層的兩個或多個獨立組合彼此堆疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的光敏部件，其特征在于所述部件至少在一定的光波長范圍內(nèi)是半透明的。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項所述的光敏部件在平的、彎曲的或柔性的載體表面上的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括有機層的光敏部件，由具有兩個電極2、9的單電池、串聯(lián)電池或并聯(lián)電池、以及在電極2、9之間的包括至少三種吸收材料的光敏受主-施主層系統(tǒng)4組成。根據(jù)本發(fā)明，至少兩種吸收材料為施主或受主，兩種吸收材料中的一種吸收材料構(gòu)造為比另一種吸收材料吸收更長的波長的施主或受主，并且兩種吸收材料中的一種吸收材料的斯托克斯位移和/或吸收寬度小于另一種吸收材料的。
文檔編號H01L27/30GK102884629SQ201180022142
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者貝爾特·梅尼希, 馬丁·法伊弗, 克里斯蒂安·于里克 申請人:赫里亞泰克有限責(zé)任公司