[發明專利]利用電子/空穴阻擋激子阻擋層增強有機光伏電池開路電壓

有效

• 申請號: 201080009268.1
• 申請日: 2010-01-12
• 公開（公告）號: CN102334209A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 史蒂芬·R·福里斯特;李寧
• 申請（專利權）人: 密歇根大學董事會
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸錦華;劉光明

1.一種有機光敏光電子器件，其包括：

兩個電極，所述兩個電極包括處于重疊關系的陽極和陰極；

至少一種施主材料，和

至少一種受主材料，

其中，所述施主材料和受主材料在所述兩個電極之間形成感光區域；

位于所述兩個電極之間的至少一個電子阻擋層或空穴阻擋層，

其中，所述電子阻擋層和所述空穴阻擋層包括選自有機半導體、無機半導體、聚合物、金屬氧化物或者其組合的至少一種材料。

2.根據權利要求1所述的器件，其中所述電子阻擋層包括選自三(8-羥基喹啉)鋁(III)(Alq3)、N，N′-雙(3-甲基苯基)-(1，1′-聯苯)-4′-二胺(TPD)、4，4′-雙[N-(萘基)-N-苯氨基]聯苯(NPD)、亞酞菁(SubPc)、并五苯、方酸、酞菁銅(CuPc)、酞菁鋅(ZnPc)、酞菁氯化鋁(ClAlPc)、三(2-苯基吡啶)(Ir(ppy)₃)的至少一種有機半導體材料。

3.根據權利要求1所述的器件，其中所述電子阻擋層包括Cu、Al、Sn、Ni、W、Ti、Mg、In、Mo、Zn及其組合的至少一種金屬氧化物。

4.根據權利要求1所述的器件，其中所述電子阻擋層包括Si、II-VI族半導體和III-V族半導體材料中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的器件，其中所述空穴阻擋層包括選自萘四甲酸二酐(NTCDA)、對-雙(三苯基硅基)苯(UGH2)、3，4，9，10-苝四甲酸二酐(PTCDA)和7，7，8，8-四氰基對苯二醌二甲烷(TCNQ)的至少一種有機半導體材料。

6.根據權利要求1所述的器件，其中所述空穴阻擋層包括選自TiO₂、GaN、ZnS、ZnO、ZnSe、SrTiO₃、KaTiO₃、BaTiO₃、MnTiO₃、PbO、WO₃和SnO₂的至少一種無機材料。

7.根據權利要求1所述的器件，其中所述電子阻擋與所述施主區域接觸。

8.根據權利要求1所述的器件，其中所述空穴阻擋層與所述受主區域接觸。

9.根據權利要求1所述的器件，其中所述器件包括電子阻擋層和空穴阻擋層。

10.根據權利要求1所述的器件，其中所述施主區域包括選自CuPc、SnPc和方酸的至少一種材料。

11.根據權利要求1所述的器件，其中所述受主區域包括選自C₆₀和PTCBI的至少一種材料。

12.根據權利要求1所述的器件，其中選擇第一光導有機半導體材料和第二光導有機半導體材料以使其在可見光譜中具有光譜感應性。

13.根據權利要求1所述的器件，其中將第一光導有機半導體材料和第二光導有機半導體材料至少部分地混合。

14.根據權利要求1所述的器件，其中所述感光區域形成混合異質結、平面異質結、體異質結、納米晶體-體異質結和混合型平面混合異質結中的至少一種。

15.根據權利要求1所述的器件，其中所述電子阻擋包括SubPc、CuPc或MoO₃，并且其厚度范圍為約至約

16.根據權利要求1所述的器件，其中所述空穴阻擋的厚度范圍為至

17.根據權利要求1所述的器件，其中所述施主區域包括選自CuPc和SnPc的至少一種材料，所述受主區域包括C₆₀，并且所述電子阻擋層包括MoO₃。

18.根據權利要求1所述的器件，其中所述器件是有機光檢測器。

19.根據權利要求1所述的器件，其中所述器件是有機太陽能電池。