有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法
【專利摘要】通過有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，從而能夠簡單地制造有機光電轉(zhuǎn)換元件，所述有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法是形成陽極，在陽極上形成活性層，接著通過涂布法在活性層上形成陰極的方法。
【專利說明】有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于有機太陽能電池、光傳感器等的有機光電轉(zhuǎn)換元件由一對電極(陽極和陰極)、和設(shè)置于電極間的活性層構(gòu)成，通過依次依照規(guī)定的順序?qū)⑸鲜鲭姌O、活性層等層疊而制作。
[0003]陽極、活性層通過真空蒸鍍法、涂布法等規(guī)定的薄膜的形成方法而形成。
[0004]例如，已知下述的有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法:在由金屬薄膜構(gòu)成的陰極上涂布形成活性層，在活性層上將包含聚(3，4_乙撐二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸)(PED0T /PSS)的溶液涂布成膜而形成陽極(例如參照Thin Solid Films、2005、491號、p.298-300)。
[0005]在上述的文獻中，作為有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法之一，公開了在陰極上依次涂布形成活性層、陽極的方法，但是為了提高形成有機光電轉(zhuǎn)換元件時的設(shè)計的自由度，還在摸索不同的有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種有機光電轉(zhuǎn)換元件的新的制造方法。
[0007]本發(fā)明涉及一種有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，其中，形成陽極，在上述陽極上形成活性層，在上述活性層上通過涂布法形成陰極。
[0008]另外，本發(fā)明涉及一種有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，其中，在形成上述活性層之后且形成上述陰極之前通過將包含電子輸送性材料的涂布液在活性層上涂布成膜而形成功能層。
[0009]進而，本發(fā)明涉及一種有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，其中，上述電子輸送性材料是粒子狀的氧化鋅。
【具體實施方式】
[0010]以下，詳細地對本發(fā)明進行說明。
[0011]利用本發(fā)明的制造方法而得的有機光電轉(zhuǎn)換元件是在支撐基板上依次層疊有陽極、活性層、及陰極的結(jié)構(gòu)的有機光電轉(zhuǎn)換元件，陰極通過涂布法形成。
[0012]涂布法與真空蒸鍍法不同，無需導入真空氣氛就可形成薄膜。因此，可認為涂布法是能夠?qū)⒈∧さ男纬晒ば蚝喕医档椭圃斐杀镜谋∧さ男纬煞椒ㄖ弧?br> [0013]一般來說，陽極及陰極中的至少一方由透明或半透明的電極構(gòu)成。從透明或半透明的電極射入的光在活性層中被后述的受電子性化合物和/或供電子性化合物吸收，由此，可生成電子與空穴結(jié)合而得的激子。若該激子在活性層中移動并到達受電子性化合物與供電子性化合物鄰接的異質(zhì)結(jié)界面，則電子與空穴因界面中的各自的HOMO能量及LUMO能量的差異而分離，產(chǎn)生能夠獨立地移動的電荷(電子與空穴)。所產(chǎn)生的電荷通過分別向電極移動而可以作為電能(電流)被取出至外部。
[0014]有機光電轉(zhuǎn)換元件通常形成在支撐基板上。支撐基板適合使用的是在制作有機光電轉(zhuǎn)換元件時不發(fā)生變化的基板。作為支撐基板，例如可列舉出玻璃基板、塑料基板、高分子膜、硅板。在為從透明或不透明的陽極捕獲光這種形態(tài)的有機光電轉(zhuǎn)換元件的情況下，支撐基板適合使用的是光透射性高的基板。另外，在不透明的基板上制作有機光電轉(zhuǎn)換元件的情況下，由于無法從陽極側(cè)捕獲光，所以陰極由透明或半透明的電極構(gòu)成。通過使用這樣的電極，從而即使使用不透明的支撐基板，也能夠從設(shè)置于支撐基板側(cè)的與陽極相反一側(cè)的陰極捕獲光。
[0015]陽極可使用導電性的金屬氧化物膜、金屬薄膜、及包含有機物的導電膜等。具體而言，可使用氧化銦、氧化鋅、氧化錫、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide:簡稱HO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide:簡稱IZO)、金、鉬、銀、銅、招、聚苯胺及其衍生物、以及聚噻吩及其衍生物等的薄膜。其中，陽極適合使用ΙΤ0、ΙΖ0、氧化錫的薄膜。就從陽極捕獲光這種構(gòu)成的有機光電轉(zhuǎn)換元件而言，例如可使用使上述構(gòu)成陽極的薄膜的膜厚達到透射光的程度的厚度的、透明或半透明的電極作為陽極。
[0016]活性層可采用單層的形態(tài)、或?qū)盈B了多層的形態(tài)。單層結(jié)構(gòu)的活性層由含有受電子性化合物及供電子性化合物的層構(gòu)成。
[0017]另外，層疊有多層的結(jié)構(gòu)的活性層例如可由將含有供電子性化合物的第一活性層、和含有受電子性化合物的第二活性層層疊而成的層疊體構(gòu)成。在這種情況下，第一活性層相對于第二活性層被配置得距離陽極更近。
[0018]另外，也可以為隔著中間層而層疊多層活性層的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，成為多接合型元件(串聯(lián)型元件)。在這種情況下，各活性層可以為含有受電子性化合物及供電子性化合物的單層型，也可以為由將含有供電子性化合物的第一活性層、和含有受電子性化合物的第二活性層層疊而得的層疊體構(gòu)成的層疊型。
[0019]活性層優(yōu)選通過涂布法形成。另外，活性層優(yōu)選包含高分子化合物，可以單獨含有一種高分子化合物，也可以組合含有二種以上高分子化合物。另外，為了提高活性層的電荷輸送性，在上述活性層中可以混合供電子性化合物和/或受電子性化合物。
[0020]用于有機光電轉(zhuǎn)換元件的受電子性化合物由其HOMO能量比供電子性化合物的HOMO能量高并且其LUMO能量比供電子性化合物的LUMO能量高的化合物形成。
[0021]供電子性化合物可以是低分子化合物，也可以是高分子化合物。作為低分子的供電子性化合物，例如可列舉出酞菁、金屬酞菁、P卜啉、金屬卟啉、低聚噻吩、并四苯、并五苯、紅熒烯。
[0022]作為高分子的供電子性化合物，例如可列舉出聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、在側(cè)鏈或主鏈具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚對苯乙炔及其衍生物、聚噻吩乙炔及其衍生物、聚芴及其衍生物。
[0023]受電子性化合物可以為低分子化合物，也可以為高分子化合物。作為低分子的受電子性化合物，例如可列舉出噁二唑衍生物、葸醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、葸醌及其衍生物、四氰基葸醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、聯(lián)苯醌衍生物、8-羥基喹啉及其衍生物的金屬絡(luò)合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物、C60等的富勒烯類及其衍生物、浴銅靈等菲衍生物。作為高分子的受電子性化合物，例如可列舉出聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、在側(cè)鏈或主鏈具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯乙炔及其衍生物、聚噻吩乙炔及其衍生物、聚芴及其衍生物。其中，極其優(yōu)選富勒烯類及其衍生物。
[0024]作為富勒烯類，可列舉出C6tlX7tl、碳納米管、及其衍生物。作為C6tl富勒烯的衍生物
的具體的結(jié)構(gòu)，可列舉出以下的結(jié)構(gòu)。
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種有機光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，其中， 形成陽極，在陽極上形成活性層，接著通過涂布法在活性層上形成陰極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 在形成活性層之后且在形成陰極之前，將包含電子輸送性材料的涂布液在活性層上涂布成膜而形成功能層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中， 電子輸送性材料是粒子狀的氧化鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中， 包含電子輸送性材料的涂布液含有選自堿金屬的絡(luò)合物、堿金屬的鹽、堿土金屬的絡(luò)合物及堿土金屬的鹽中的至少I種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中， 電子輸送性材料是粒子狀的氧化鋅，且包含電子輸送性材料的涂布液含有選自堿金屬的絡(luò)合物、堿金屬的鹽、堿金屬的氫氧化物、堿土金屬的絡(luò)合物、堿土金屬的鹽及堿土金屬的氫氧化物中的至少I種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 通過涂布法進行活性層的形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 陰極包含聚噻吩和/或聚噻吩的衍生物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 陰極包含聚苯胺和/或聚苯胺的衍生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 陰極包含導電性物質(zhì)的納米粒子、導電性物質(zhì)的納米線、或?qū)щ娦晕镔|(zhì)的納米管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 活性層包含富勒烯類和/或富勒烯類的衍生物、和共軛高分子化合物。
11.一種有機光電轉(zhuǎn)換元件，其是在支撐基板上依次層疊有陽極、活性層及陰極的結(jié)構(gòu)的有機光電轉(zhuǎn)換元件，其中，陰極通過涂布法形成。
12.—種有機光電轉(zhuǎn)換元件，其是在支撐基板上依次層疊有陽極、活性層、功能層及陰極的結(jié)構(gòu)的有機光電轉(zhuǎn)換元件，其中，陰極通過涂布法形成，功能層通過在活性層上將包含粒子狀的氧化鋅的涂布液涂布成膜而形成，所述涂布液含有選自堿金屬的絡(luò)合物、堿金屬的鹽、堿金屬的氫氧化物、堿土金屬的絡(luò)合物、堿土金屬的鹽及堿土金屬的氫氧化物中的至少I種。
【文檔編號】H01L51/42GK103460426SQ201280014865
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】上谷保則 申請人:住友化學株式會社