[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201510062121.3
• 申請日: 2010-01-12
• 公開（公告）號: CN104835912B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)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: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/48;H01L51/46
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李寶泉;周亞榮

本發(fā)明涉及利用電子/空穴阻擋激子阻擋層增強有機光伏電池開路電壓。一種光敏光電子器件包括電子阻擋層或空穴阻擋層中的至少一個。本發(fā)明還公開了通過利用電子阻擋層或空穴阻擋層中的至少一個而增大在光敏光電子器件中的功率轉換效率的方法。通過降低光伏電池的暗電流成分，本發(fā)明公開的電子阻擋層和空穴阻擋層可以降低電子泄漏電流。該效果顯示了降低暗電流以改進光伏電池的功率轉換效率的重要性。

本申請是國際申請日為2010年1月12日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2010/020807的PCT國際申請的、進入中國國家階段的國家申請?zhí)枮?01080009268.1、題為“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”的專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求在2009年1月12日提交的美國臨時申請61/144,043的優(yōu)先權，其整體通過引用被包含于此。

關于聯邦贊助研究的申明

本發(fā)明通過美國政府的支持，在由美國空軍科學研究局授予的FA9550-07-1-0364和由美國能源部授予的DE-FG36-08GO18022下，作出了本發(fā)明。政府享有本發(fā)明中的特定權利。

聯合研究協議

根據聯合的大學-公司科研協議，要求保護的本發(fā)明通過、代表、和/或與下列方中的一個或多個聯合地被作出：密歇根大學和全球光子能量公司(Global Photonic EnergyCorporation)。該協議在作出本發(fā)明的日期及之前是有效力的，并且作為在該協議的范圍內采取行為的結果，作出了要求保護的本發(fā)明。

技術領域

本發(fā)明主要涉及光敏光電子器件，其包括選自電子阻擋層和空穴阻擋層的至少一個阻擋層。本發(fā)明還涉及利用此處所述的至少一個阻擋層以提高在光敏光電子器件中的功率轉換效率的方法。本發(fā)明公開的器件的電子阻擋層和空穴阻擋層可以用于降低暗電流并且增大開路電壓。

背景技術

光電子器件依賴材料的光學性能和電子性能，從而以電子方式產生或檢測電磁輻射，或者從周圍電磁輻射生成電。

光敏光電子器件將電磁輻射轉換為電。太陽能電池，也被稱為光伏(PV)器件，是一種被專門用于生成電功率的光敏光電子器件。可以從除陽光之外的光源生成電能的PV器件能夠用于驅動功率消耗負載，從而提供例如照明、加熱，或者用于提供功率給電子電路或例如計算器、收音機、計算機的器件或遠程監(jiān)視或通信設備。這些功率生成應用通常也涉及當來自太陽或其它光源的直接照明不可得時，使電池或其它能量存儲設備充電，以使操作可以持續(xù)，或者對于特定應用的需要用于平衡PV器件的功率輸出。如此處使用的術語“電阻性負載”是指是任何消耗功率或存儲功率的電路、器件、設備或系統(tǒng)。

另一類型的光敏光電子器件是光導電池。在該功能中，信號檢測電路監(jiān)控設備的電阻，從而檢測由于光吸收引起的改變。

另一類型的光敏光電子器件是光檢測器。在操作中，光檢測器與電流檢測電路結合使用并且可具有施加的偏置電壓，其中所述電流檢測電路測量當所述光檢測器暴露于電磁輻射時生成的電流。此處描述的檢測電路能夠向光檢測器提供偏置電壓并且測量所述光檢測器對電磁輻射的電子響應。

可以根據如下定義的整流功能是否存在以及還根據器件是否在外部施加電壓下操作，來表征這三種類型的光敏光電子器件，所述外部施加電壓也被稱為偏壓或偏置電壓。光導電池沒有整流功能并且通常在偏壓下操作。PV器件具有至少一個整流功能，并且在沒有偏壓的情況下操作。光檢測器具有至少一個整流功能，并且通常但不總在偏壓下操作。作為一般的規(guī)則，光伏電池向電路、器件或設備提供功率，但是不提供信號或電流以控制檢測電路，或者來自檢測電路的信息的輸出。相反，光檢測器或光導體提供信號或電流以控制檢測電路，或者來自檢測電路的信息的輸出，但是不向電路、器件或設備提供功率。