专利名称：太阳能发电发光一体化模板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能发电发光一体化模板，特别是一种有机太阳能电池(OPVC)与有机发光二极管(OLED)结合的具有发电发光功能的一体化模板及其制造方法，属太阳能光伏技术领域。
背景技术：
随着太阳能光伏技术的发展和应用领域的扩展，使得人们对太阳能电池应用产品的要求也越来越高，原来大多采用分体结构的太阳能光伏应用产品也越来越趋向于一体化，太阳能电池与照明元件结合的发电发光一体化模板技术也越来越多，中国专利201110119329. 6《光伏发光一体化装置及其应用方法》公开了一种无机太阳能电池与发光二极管(LED)的发电发光一体化模板技术方案，将LED设置在太阳能电池板的边缘，实现了发电与发光功能的有效结合，中国专利200920256347. 7《太阳能平面发光装置》公开了一种 无机薄膜太阳能电池与有机发光二极管(OLED)的发电发光一体化模板技术方案,将无机薄膜太阳能电池与OLED分别沉积在玻璃衬底的两面，同样实现了发电与发光功能的有效结合，但目前两种技术方案都由于加工工艺较为复杂，使得制造成本较高，阻碍了其产业化的应用，随着有机太阳能电池的技术研究，其可以通过印刷或涂覆的加工工艺，使得制造成本降低成为可能，同时有机太阳能电池与OLED的结构相似性，使得其结合应用更具有前景。
发明内容针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是设计一种有机太阳能电池(OPVC)与有机发光二极管(OLED)结合的一体化发电发光模板及其制造方法，解决如何将OPVC与OLED相结合的技术问题，以简化制造工艺、降低生产成本。本实用新型采用的技术方案将OPVC与OLED依次印刷或涂覆在玻璃衬底的同一面上，由于OPVC和OLED的结构都包括阴极和阳极，因此在结合处可以共用阴极，当共用阴极作为OPVC的阴极时，OLED是断开状态，OPVC发电给蓄电池供电，当共用阴极作为OLED的阴极时，OLED是接通状态，蓄电池给OLED供电发光，可以在玻璃衬底先制造OPVC再制造OLED,也可以先制造OLED再制造0PVC。本实用新型所述的太阳能发电发光一体化模板，是在衬底上依次层叠透明阳极层I、空穴传输层I、功能层I、电子传输层I、阴极层、电子传输层II、功能层II、空穴传输层II和透明阳极层II,形成集发电发光为一体的模板,该模板的发电兀件与发光兀件共用一个阴极层，该共用阴极和发电元件的阳极连接控制器的输入端，控制器的输出端接共用阴极和发光元件的阳极。发电元件为有机太阳能电池，发光元件为有机发光二极管。功能层I为有机发光二极管的发光层时，功能层II为有机太阳能电池的光活性层。功能层I为有机太阳能电池的光活性层时，功能层II为有机发光二极管的发光层。共用阴极层、透明阳极层I和透明阳极层II的厚度均为100飞OOnm。空穴传输层I和空穴传输层II由相同或不同的材料制成，其厚度均为4(T80 nm。电子传输层I和电子传输层II由相同或不同的材料制成，其厚度均为4(T80 nm。发电元件的光活性层的总厚度为100 200 nm。发光兀件的发光层的总厚度为100 200 nm。模板由背板玻璃封装，发电元件和发光元件的阳极均由导电带引出至背板玻璃的外部。 透明阳极层I和透明阳极层II可以由相同或不同的材料制成，材料优选为IT0、AZO、FTO 等。阴极层可以是低功函数的金属膜层，如Al、Ca、Ba等。空穴传输层I 和空穴传输层 II 可以由 NPB、TPD、TCTA、PED0T:PSS、Cu20、NiO、MoO3、V2O5和WO3等中的一种材料制成。电子传输层I 和电子传输层 II 可以由 Alq3、PBD、TAZ、OXD-7、DPVBi, Beq2, LiF、TiOx> ZnO和SnO2等中的一种材料制成。发电元件的光活性层是有机给体材料与受体材料的混合物，有机给体材料是聚噻吩及其衍生物如聚(3-己基)噻吩、酞菁染料、聚对亚苯基亚乙烯及其衍生物、并五苯、P卜啉化合物菁染料中的一种或多种的混合物；有机电子受体材料是富勒烯或其衍生物。发光元件的发光层根据应用要求不同，可以实现红色发光、绿色发光、蓝色发光、白色发光；发光层单色发光可以是主体发光材料发光、染料掺杂主体发光材料发光，其中白色发光可以是红、绿、蓝几种发光材料的混合发光，或者是单种白光材料的发光；发光元件的发光层主体发光材料可以是芳香胺、二唑、噻唑、香豆素、吡嗪、1，3-丁二烯等类的衍生物等；染料可以是荧光染料、磷光染料、有机金属配合物类等；荧光染料可以是香豆素6、罗丹明类染料、红荧烯类、N-芳香基苯并咪唑类、1，3-4_噁二唑的衍生物、双芪类等；磷光染料可以是铱、钼等重金属的有机配合物等；有机金属配合物可以是喹啉类络合物、希夫碱类络合物、稀土金属螯合物等。单种白光发光材料是含红、绿、蓝三种发光基团的聚合物材料，可以是聚对亚苯基亚乙烯基(PPV)类、聚噻吩类、聚呃二唑类、聚三苯胺类、聚烷基芴类、聚对苯(PPP)类、聚对亚苯基亚乙炔(PPE)类、聚卩比咯(PPY)类、聚对吡啶乙烯撑(PPYV)类、聚乙烯咔唑(PVK)类
坐寸O本实用新型所述的太阳能发电发光一体化模板的各个膜层可以采用印刷、涂覆或溅射形成。功能层I为有机发光二极管的发光层时，阴极层、电子传输层II、功能层II、空穴传输层II、透明阳极层II均需要进行膜层分节内联式加工。功能层I为有机太阳能电池的光活性层时，透明阳极层I、空穴传输层I、功能层I、电子传输层I、阴极层均需要采用激光刻划或掩膜加工方法进行膜层分节内联式加工。本实用新型产生的积极效果太阳能发电发光一体化模板是在玻璃衬底的同一面上加工有机太阳能电池和有机发光二极管，只需进行单面封装，可减少封装材料、封装工艺和整个组件的重量，成本低。发电元件和发光元件共用阴极，可减少膜层数量，简化工艺步骤。
图I :本实用新型的剖面结构示意图。图2 :本实用新型的实施例一的剖面结构示意图。图3 :本实用新型的实施例二的剖面结构示意图。图中1、玻璃衬底，201、透明阳极层I，202、空穴传输层1，203、功能层1，204、电子传输层I，205、阴极层，206、电子传输层II，207、功能层II，208、空穴传输层II，209透明阳极层11，3、透明胶膜，4、玻璃背板。
具体实施方式
实施例一在玻璃衬底I上先制作OPVC后制作OLED。如图2所示，透明阳极层1201为OPVC的阳极，材料为ΙΤ0，空穴传输层1202为OPVC的空穴传输层，材料为PEDOT: PSS，功能层1203为OPVC的光活性层，材料为P3HT:PCBM的混合物，电子传输层1204为OPVC的电子传输层，材料为ZnO，阴极层205为OPVC和OLED的共用阴极，材料为Al，电子传输层II206为OLED的电子传输层，材料为PBD，功能层II207为OLED的发光层，材料为PPV类，空穴传输层II208为OLED的空穴传输层，材料为TPD，透明阳极层II209为OLED的阳极，材料为ΙΤ0，将共用阴极的阴极层205引到OLED的透明阳极层11209，分别在OPVC的透明阳极层1201和OLED的透明阳极层II209层焊接引出电极带，并引出到背板玻璃4外部，由透明胶膜3密封封装，OPVC的透明阳极层1201和共用阴极层205接到控制器的输入端，给蓄电池供电，OLED的透明阳极层II209层和共用阴极层205接到控制器的输出端，由蓄电池供电。实施例二 在玻璃衬底I上先制作OLED后制作0PVC。如图3所示，透明阳极层1201为OLED的阳极，材料为ΑΖ0，空穴传输层1202为OLED的空穴传输层，材料为NPB，功能层1203为OLED的发光层，材料为PVK类，电子传输层1204为OLED的电子传输层，材料为Alq3,阴极层205为OPVC和OLED的共用阴极，材料为Al，电子传输层II206为OPVC的电子传输层，材料为TiOx，功能层II207为OPVC的光活性层，材料为P3HT:PCBM的混合物，空穴传输层II208为OPVC的空穴传输层，材料为WO3，透明阳极层II209为OPVC的阳极，材料为FT0，将共用阴极的阴极层205引到OPVC的透明阳极层11209，分别在OLED的透明阳极层1201和OPVC的透明阳极层II209层焊接引出电极带，并引出到背板玻璃4外部，由透明胶膜3密封封装，OPVC的透明阳极层1201和共用阴极层205接到控制器的输入端，给蓄电池供电，OLED的透明阳极层II209层和共用阴极层205接到控制器的输出端，由蓄电池供电。本实用新型设计的太阳能发光发电一体化模板可用作建筑材料，供室内或庭院灯照明等使用。
权利要求1.一种太阳能发电发光一体化模板，其特征在于在衬底上依次层叠透明阳极层I、空穴传输层I、功能层I、电子传输层I、阴极层、电子传输层II、功能层II、空穴传输层II和透明阳极层II,形成集发电发光为一体的模板,该模板的发电兀件与发光兀件共用一个阴极层，该共用阴极和发电元件的阳极连接控制器的输入端，控制器的输出端接共用阴极和发光元件的阳极。
2.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述发电元件为有机太阳能电池，发光元件为有机发光二极管。
3.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述功能层I为有机发光二极管的发光层，功能层II为有机太阳能电池的光活性层。
4.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述功能层I为有机太阳能电池的光活性层，功能层II为有机发光二极管的发光层。
5.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述共用阴极层、透明阳极层I和透明阳极层II的厚度均为100飞OOnm。
6.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述空穴传输层I和空穴传输层II由相同或不同的材料制成，其厚度均为4(T80 nm。
7.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述电子传输层I和电子传输层II由相同或不同的材料制成，其厚度均为4(T80 nm。
8.根据权利要求2所述的太阳能发电发光一体化模板,其特征在于所述发电兀件的光活性层的总厚度为100 200 nm。
9.根据权利要求2所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述发光元件的发光层的总厚度为100 200 nm。
10.根据权利要求I所述的太阳能发电发光一体化模板，其特征在于所述模板由背板玻璃封装，发电元件和发光元件的阳极均由导电带引出至背板玻璃的外部。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能发电发光一体化模板，属太阳能光伏技术领域。主要技术特征是在衬底上依次层叠透明阳极层I、空穴传输层I、功能层I、电子传输层I、阴极层、电子传输层II、功能层II、空穴传输层II和透明阳极层II，形成集发电发光为一体的模板，该模板的发电元件与发光元件共用一个阴极层，该共用阴极和发电元件的阳极连接控制器的输入端，控制器的输出端接共用阴极和发光元件的阳极。本实用新型只需进行单面封装，可减少封装材料、封装工艺和整个组件的重量，成本低。
文档编号H01L27/28GK202601618SQ20122022195
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者汪磊, 李毅 申请人:深圳市创益科技发展有限公司