[發明專利]通過掠射角沉積制造的本體異質結有機光伏電池

無效

• 申請號: 201080038962.6
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN102687300A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 斯特芬·R·弗里斯特;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
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 劉慧;楊青

1.制造有機光伏電池的方法，所述方法包含通過將襯底暴露于入射蒸氣流下，所述入射蒸氣流的軌道不與襯底法線平行，在所述襯底上沉積至少一種有機材料，以形成包含一個或多個圓柱狀有機薄膜結構的至少一個本體異質結。

2.權利要求1的方法，其還包含使襯底圍繞所述入射蒸氣流的軌道旋轉。

3.權利要求1的方法，其中所述軌道與襯底法線的角度(α)在30°至70°范圍內。

4.權利要求3的方法，所述方法還包含使襯底圍繞入射蒸氣流的軌道旋轉，其中在所述旋轉期間角度α變化。

5.權利要求1的方法，所述方法還包含在所述圓柱狀結構上沉積至少一種另外的有機材料以形成供體-受體異質結。

6.權利要求5的方法，其中本體異質結有機光伏電池包含陽極、供體層、受體、激子阻擋層和陰極。

7.權利要求6的方法，其中不旋轉襯底來沉積供體層。

8.權利要求7的方法，其中供體層選自亞酞菁(SubPc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁氯化鋁(ClAlPc)、酞菁錫(SnPc)、并五苯、并四苯、二茚并苝(DIP)和方酸菁(SQ)。

9.權利要求6的方法，其中受體和激子阻擋層使用襯底旋轉來沉積。

10.權利要求6的方法，其中受體選自C₆₀、C₇₀、3，4，9，10-苝四甲酸雙-苯并咪唑(PTCBI)和十六氟酞菁銅(F16CuPc)。

11.權利要求6的方法，其中激子阻擋層選自浴銅靈(BCP)、紅菲繞啉(BPhen)、3，4，9，10-苝四甲酸雙-苯并咪唑(PTCBI)、1，3，5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、三(乙酰丙酮酸)釕(III)(RuAcaca3)和苯酚鋁(III)(Alq₂OPH)。

12.權利要求6的方法，其中陰極包含金屬替代品、非金屬材料或選自Ag、Au和Al的金屬材料。

13.權利要求1的方法，其中襯底包含選自氧化銦錫(ITO)、氧化錫(TO)、氧化鎵銦錫(GITO)、氧化鋅(ZO)和氧化鋅銦錫(ZITO)的至少一種導電氧化物以及透明導電聚合物。

14.權利要求13的方法，其中透明導電聚合物包含聚苯胺(PANI)。

15.權利要求6的方法，其中本體異質結有機光伏電池包含：

ITO/CuPc/C₆₀/BCP/Al；以及

ITO/ClAlPc/C₆₀/BCP/Al。

16.權利要求5的方法，其中至少一個有機層通過真空熱蒸發和/或有機氣相沉積來沉積。

17.權利要求16的方法，其中至少一個有機層的厚度在的范圍內。

18.權利要求6的方法，其中陽極包含含有MoOx的界面層。

19.權利要求1的方法，所述方法包含在沉積所述至少一種有機材料之前將適形緩沖層沉積在襯底上。

20.權利要求1的方法，所述方法還包含在沉積所述至少一種有機材料之后沉積至少一種另外的材料，其中所述至少一種另外的材料使用入射蒸氣流來沉積，所述入射蒸氣流的軌道與襯底垂直。

21.權利要求20的方法，其中所述另外的材料和所述至少一種有機材料的沉積在移動的襯底上發生。

22.權利要求21的方法，其中所述移動的襯底位于卷至卷(reel-to-reel)或在線沉積系統中。