太阳能电池模块及其制备方法_2

文档序号:8947561阅读:来源:国知局
酯(PC,polycarbonate)、聚酰 亚胺(PI,polyimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN,polyethylenenaphthalate)或聚芳酯 (PAR,polyarylate)等透明有机物基板。
[0041] 多个第一电极200位于基板100上。此时,多个第一电极200可以以相互隔开的 方式配置于基板1〇〇上。
[0042] 这种第一电极200可根据配置于第一电极200上的电荷输送层300的种类来执行 负极(cathode)或正极(anode)的作用。
[0043] 例如,在上述第一电极200上配置空穴输送层作为电荷输送层300的情况下,上述 第一电极200可执行用于收集在光活性层400中产生的空穴的正极的作用。
[0044] 并且,在第一电极200上配置电子输送层作为电荷输送层300的情况下,第一电极 200可执行用于收集在光活性层400中产生的电子的负极的作用。
[0045] 优选地,这种第一电极200为具有透明性的物质,用于透光。例如,第一电极200 可由碳纳米管(CNT)、石墨烯等碳同素异形体、氧化铟锡(ITO)、掺杂的Zn0、Mg0等透明性导 电性氧化物(TCO)构成。
[0046]并且,可使用聚乙炔(polyacetylene)、聚苯胺(polyaniline)、聚噻吩 (polythiophene)、多吡略(polypyrrole)等导电性高分子物质,可以为了改善这些物质的 电导率而追加进行蒸镀或由墨水印刷的金属网格配线。
[0047] 第一电荷输送层300位于第一电极200上。这种第一电荷输送层300可全部位于 多个第一电极200所处的基板100上。即,第一电荷输送层300不需要如以往的用于串联 各太阳能电池单元之间的图案化工序。
[0048] 这种第一电荷输送层300起到捕捉从光活性层400分离的电子或空穴来向第一电 极200输送的功能。
[0049] 这种第一电荷输送层300可以为空穴输送层或电子输送层。
[0050] 在第一电荷输送层300为空穴输送层的情况下,这种空穴输送层可 以为聚(3, 4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PED0T:PSS)、聚对苯乙炔 (polyhiophenylenevinylene)、聚乙稀P专P坐(polyvinylcarbazole)、聚对苯撑乙稀 (poly-p-phenylenevinylene)及它们的衍生物。只是,上述空穴输送层并不局限于此,可使 用能够增加与空穴输送层相接触的第一电极200的功函数的多种形态的有机物。并且,可 使用以P-形掺杂的作为金属氧化物半导体的氧化钼、氧化钒或氧化钨等。
[0051] 在第一电荷输送层300为电子输送层的情况下,这种电子输送层可为富勒 烯(C60、C70、C80)或作为富勒烯衍生物的[6, 6]-苯基C61 丁酸甲酯(PCBM,[6、 6]-phenyl-C61butyricacidmethylester) (PCBM(C60)、PCBM(C70)、PCBM(C80))。只是, 上述电子输送层并不局限于此,可使用能够减少与上述电子输送层相接触的第一电极200 的功函数的多种形态的有机物。并且,可使用以n-形掺杂的作为金属氧化物半导体的氧化 钛(TiOx)或氧化锌(ZnO)等。
[0052] 光活性层400位于第一电荷输送层300上。这种光活性层400可全部位于第一电 荷输送层300上。即,本发明的光活性层400与以往的光活性层不同,不需要用于串联各太 阳能电池单元之间的图案化工序。另一方面,在省略第一电荷输送层300的情况下,光活性 层400可全部位于多个第一电极200所处的基板100上。
[0053] 这种光活性层400执行吸收向太阳能电池照射的光,并形成激发态下的电子空穴 对,即,激子(exiton)的作用。
[0054] 这种光活性层400可以为电子供体物质和电子受体物质的本体异质结结构或双 层(bilayer)结构。
[0055] 电子供体物质可包含用于吸收光的有机物。例如,电子供体物质可 以为包含聚-3-己基噻吩(poly-3-hexylthiophene,P3HT)、聚-3-辛基噻吩 (poly-3-octylthiophene,P30T)、聚对苯撑乙稀(poly-p-phenylenevinylene,PPV)、 聚(9、9'_ 二辛基荷)(poly(9、9'-dioctylfluorene))、聚(2-甲氧基,5-(2-乙 基己氧基)-1,4_ 亚苯基亚乙烯基(poly(2-methoxy、5-(2-ethyle_hexyloxy)-l、 4-phenylenevinylene,MEH_PPV)或聚(2-甲基,5-(3',7'_ 二甲基辛基氧基))_1,4_ 亚苯 基亚乙烯基(poly(2_methyl、5-(3'、7'-dimethyloctyloxy))-l、4_phenylenevinylene, MDM0-PPV)等及它们的变形物的共辄高分子或包含CuPc、ZnPc等的有机单分子。
[0056] 并且,上述电子受体物质可以为包含富勒烯(C60、C70、C80)或作为富勒烯衍生 物的[6,6]_ 苯基C61 丁酸甲酯(PCBM,[6、6]-phenyl_C61butyricacidmethylester) (PCBM(C60)、PCBM(C70)、PCBM(C80))、碳纳米管或石墨烯的有机物,也可以为包含ZnO、 Ti02、511〇2等金属氧化物的无机物。然而,上述电子受体物质并不局限于此,上述电子受体 物质可使用能够从光活性化的电子供体物质接收电子的多种物质。
[0057] 在这种光活性层400内部还可包括纳米结构体410。这种纳米结构体410可包含 金属纳米粒子、金属纳米丝、碳纳米管或石墨稀。例如,光活性层400还可包含银纳米粒子。
[0058] 这种纳米结构体410起到在第二电极600和相邻的太阳能电池单元的第一电极 300之间引导导电通道700的有效形成的作用。
[0059]例如,连接各太阳能电池单元的相对电极并施加电场(ElectricField),由此可 在相邻的太阳能电池单元的相对电极之间形成导电通道700。此时,位于相邻的太阳能电池 单元的相对电极之间的光活性层400的内部还可包括纳米结构体410,从而可引导导电通 道700的更有效的形成。
[0060] 进而,这种纳米结构体410可使在为了形成导电通道700而施加强电场时所产生 的器件破坏的问题最小化。
[0061] 第二电荷输送层500位于光活性层400上。这种第二电荷输送层500可全部位于 光活性层400上。即,与以往不同,第二电荷输送层500不需要用于串联太阳能电池单元之 间的图案化工序。
[0062] 这种第二电荷输送层500执行捕捉从光活性层400分离的电子或空穴来向第二电 极600输送的功能。
[0063] 这种第二电荷输送层500可以为空穴输送层或电子输送层。此时的空穴输送层或 电子输送层可以使用与上述第一电荷输送层300的空穴输送层或电子输送层相同的物质。
[0064] 多个第二电极600位于第二电荷输送层500上。此时的多个第二电极600可隔开 配置于第二电荷输送层500上。
[0065] 因此,可形成包括第一电极2003、20013、200(3、第二电极60(^、60013、600(3及位于第 一电极200a、200b、200c及第二电极600a、600b、600c之间的第一电荷输送层300、光活性层 400及第二电荷输送层500的多个太阳能电池单元。
[0066] 另一方面,第二电极600的至少一部分可位于相邻的太阳能电池单元的第二电荷 输送层500上。例如,第二电极
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