[发明专利]多层有机薄膜太阳能电池

权利要求书

1.多层有机薄膜太阳能电池(0)，其包含以各自的顺序彼此相邻层叠的阴极层(1)、受体层(2)、供体层(3)、导电阳极层(4)和基板层(5)，其中至少一个有机或无机中间匹配层(x)被放置在至少两个相邻放置的层(1，2，3，4，5)之间的异质结界面上，其特征在于，所述中间匹配层(x)包含无机盐或有机盐，特别是选自以下组中的盐：NH₄BF₄、NaClO₄、LiClO₄、NaBF₄、R₄NBF₄、NH₄ClO₄、R₄NClO₄(其中R代表任意烷基基团)以及花青盐。

2.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述中间匹配层(x)包含含有阴离子和阳离子的盐，所述阴离子由硫酸根、卤素离子、硝酸根、碳酸根、磷酸根、硼酸根、过氯酸根或由磺酸阴离子、羧酸阴离子或硫酸阴离子组成的有机部分组成，所述阳离子由锂、钠、钾、钙、镁、铁、钴、镍、铜、锌、铝、铵或R4N(其中R表示任何有机取代基)组成。

3.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述中间匹配层(x)的厚度至少对应于双单分子层的厚度。

4.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述中间匹配层(x)的厚度在1nm至5nm的范围内。

5.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述导电阳极层(4)包含以下物质中的至少一种：PEDOT:PSS、掺杂的聚苯胺、掺杂的聚比咯、掺杂的聚噻吩、掺杂的聚对苯撑、掺杂的聚乙烯-咔唑及其混合物。

6.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述基板层(5)包含以下物质中的至少一种：氧化铟锡(ITO)玻璃、Ga-In-O复合物、Zn-In-O复合物或NiO、碳纳米管、石墨烯、支撑基板上的金属网格、支撑基板上的PEDOT:PSS。

7.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述受体层(2)包含具有高电子亲和势的有机分子，例如富勒烯(例如C60)、富勒烯的混合物和/或不同的富勒烯衍生物和/或花青染料和/或蒽醌和/或苝衍生物。

8.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述活性层(3)包含花青染料。

9.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，阴极层(1)包含铝，受体层(2)包含C₆₀分子，活性层(3)包含花青，导电阳极层(4)包含聚苯胺、PEDOT:PPS或聚苯胺与PEDOT:PPS的组合，并且中间匹配层(x)插入在供体层(3)和导电阳极层(4)之间。

10.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，所述太阳能电池(0)包括：

厚度大于5nm的导电阳极层(4)，

厚度为1nm至5nm的相邻的中间匹配层(x)，

厚度小于50nm的相邻的活性层(3)，随后为厚度为30nm至100nm的受体层(2)，其被厚度大于60nm的阴极层(1)覆盖。

11.根据权利要求1所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)，其特征在于，将阻挡层，尤其是由三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)或氟化锂(LiF)组成的阻挡层置于受体层(2)和阴极层(1)之间。

12.制造前述任一项权利要求所述的多层有机薄膜太阳能电池(0)的方法，其特征在于，进行如下连续的涂布工序：

a)在基板层(5)上涂布导电阳极层(4)，然后

b)在导电阳极层(4)上涂布包含无机盐或有机盐的中间匹配层(x)，然后

c)涂布活性层(3)以覆盖中间匹配层(x)，然后

d)将受体层(2)沉积在活性层(3)上，然后

e)沉积阴极层(1)。

13.根据权利要求12所述的制造多层有机薄膜太阳能电池(0)的方法，其特征在于，所述涂布工序步骤a)、b)和c)在环境条件下进行，所述涂布工序步骤d)和e)在真空条件下进行。

14.根据权利要求12或13所述的制造多层有机薄膜太阳能电池(0)的方法，其特征在于，可以在涂布步骤c)和/或涂布步骤d)之后进行涂布步骤b)。