一種光電子器件及光電子器件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光電子器件及光電子器件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，有機(jī)太陽(yáng)能電池日益被人們所重視，其制備工藝簡(jiǎn)單，器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，必將在太陽(yáng)能領(lǐng)域有更加廣闊的應(yīng)用。在光照條件下，太陽(yáng)能電池活性層的電子下被從HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital，最高已占軌道)能級(jí)躍遷到 LUMO (LowestUnoccupied Molecular Orbital，最低已占軌道)能級(jí)，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)(即形成激子)。激子在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下被分離為電子和空穴，分離后的電子和空穴分別被傳導(dǎo)到陰級(jí)和陽(yáng)極上，生產(chǎn)電能為用電設(shè)備供電。
[0003]現(xiàn)有太陽(yáng)能電池活性層中的激子沒(méi)有全部解離，復(fù)合成激子的電子、空穴無(wú)法積聚到電極表面，因此，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的放電效率也會(huì)受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種光電子器件及光電子器件的制備方法，能夠促進(jìn)太陽(yáng)能電池活性層的激子解離，產(chǎn)生更多的電子、空穴，進(jìn)而提高太陽(yáng)能電池的放電效率。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案是，
[0006]第一方面，提供一種光電子器件，包括:
[0007]光電池，所述光電池包括:相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極、以及位于所述第一電極和第二電極之間的活性層；
[0008]第三電極，所述第三電極位于所述第一電極遠(yuǎn)離所述第二電極的一側(cè)；
[0009]位于所述第三電極和所述第一電極之間的絕緣層；
[0010]其中，所述第二電極與所述第三電極極性相同，所述第二電極與所述第一電極極性相反；且所述第三電極與所述第一電極間存在電壓。
[0011 ] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，還包括:電源，所述電源與所述第一電極和所述第三電極相連，使得所述第一電極與所述第三電極間存在電壓。
[0012]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，還包括:設(shè)置于所述活性層與所述第一電極之間的第一緩沖層以及設(shè)置于所述活性層與所述第二電極之間的第二緩沖層。
[0013]結(jié)合第一方面或第一方面的第一或第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一電極為陰極，所述第二電極、所述第三電極均為陽(yáng)極。
[0014]結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，陽(yáng)極材料為銅、氧化銦錫IT0、Sn02、Zn0、FT0、AZ0中的一種；陰極材料為鎂鋁合金、鎂銀合金、PEDOT:PSS中的一種。
[0015]結(jié)合第一方面，在第二方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述絕緣層的材料為S12, S1、Si3N4, T1、Ta2O5, LiF、PVP、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 中的一種。
[0016]結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述第一電極為陽(yáng)極，所述第二電極為陰極；則所述第一緩沖層為陽(yáng)極緩沖層，所述第二緩沖層為陰極緩沖層；
[0017]若所述第一電極為陰極，所述第二電極為陽(yáng)極；則所述第一緩沖層為陰極緩沖層，所述第二緩沖層為陽(yáng)極緩沖層。
[0018]結(jié)合第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述陽(yáng)極緩沖層的材料為PEDOT:PSS、MoO3, V2O5中的一種；所述陰極緩沖層的材料為L(zhǎng)iF, Liq, CsCO3, C60, C7。中的一種。
[0019]第二方面，公開(kāi)了一種光電子器件的制備方法，包括:
[0020]在襯底基板上形成第二電極；
[0021 ] 在形成有所述第二電極的襯底基板上依次形成活性層、第一電極以及絕緣層；
[0022]在形成有所述絕緣層的襯底基板上形成第三電極；
[0023]其中，所述第二電極與所述第三電極極性相同，所述第二電極與所述第一電極極性相反。
[0024]結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在形成所述活性層之前，所述方法還包括:
[0025]在形成有所述第二電極的襯底基板上形成第二緩沖層；
[0026]在形成所述活性層之后，所述方法還包括:
[0027]在形成有所述活性層的襯底基板上形成第二緩沖層。
[0028]結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一電極為陰極，所述第二電極、所述第三電極均為陽(yáng)極。
[0029]結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述陽(yáng)極的材料為銅、氧化銦錫ITO、SnO2, ZnO, FTO, AZO中的一種；所述陰極的材料為鎂鋁合金、鎂銀合金、PH)0T:PSS中的一種。
[0030]結(jié)合第二方面，在第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述絕緣層的材料為S12, S1, Si3N4, T1, Ta2O5, LiF, PVP、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 中的一種。
[0031]結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述第一電極為陽(yáng)極，所述第二電極為陰極；則所述第一緩沖層為陽(yáng)極緩沖層，所述第二緩沖層為陰極緩沖層；
[0032]若所述第一電極為陰極，所述第二電極為陽(yáng)極；則所述第一緩沖層為陰極緩沖層，所述第二緩沖層為陽(yáng)極緩沖層。
[0033]結(jié)合第二方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述陽(yáng)極緩沖層的材料為PEDOT:PSS、MoO3, V2O5中的一種；所述陰極緩沖層的材料為L(zhǎng)iF, Liq, CsCO3, C60, C7。中的一種。
[0034]本發(fā)明提供一種光電子器件及光電子器件的制備方法，包括:光電池，所述光電池包括:相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極、以及位于所述第一電極和第二電極之間的活性層；第三電極，所述第三電極位于所述第一電極遠(yuǎn)離所述第二電極的一側(cè)；位于所述第三電極和所述第一電極之間的絕緣層；其中，所述第二電極與所述第三電極極性相同，所述第二電極與所述第一電極極性相反；且所述第三電極與所述第一電極間存在電壓。當(dāng)在第一電極和第三電極之間施加一定的電壓，在電場(chǎng)作用下第一電極遠(yuǎn)離第二電極的表面積聚了電子(或空穴)，與第二電極靠近第一電極的表面上積聚的空穴(或電子)形成一個(gè)附加電場(chǎng)。在該附加電場(chǎng)的作用下活性層中的激子得到解離，形成電子和空穴，電子、空穴定向移動(dòng)，形成電流?，F(xiàn)有技術(shù)中，太陽(yáng)能電池活性層中的一部分電子和一部分空穴復(fù)合成激子，影響太陽(yáng)能電池的放電效率。而本發(fā)明提供的光電子器件能夠提高活性層中的激子解離效率，從而提高太陽(yáng)能電池的放電效率。
【附圖說(shuō)明】
[0035]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的光電子器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的光電子器件的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的光電子器件的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2提供的光電子器件的制備方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041 ] 在光照條件下，太陽(yáng)能電池活性層的電子下被從HOMO能級(jí)躍迀到LUMO能級(jí)，產(chǎn)生一對(duì)電子和空穴對(duì)(即形成激子)。激子擴(kuò)散到電子給體與電子受體的界面上，在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下激子在給體/受體的界面上被分離，分離后的電子和空穴分別被傳導(dǎo)到陰級(jí)和陽(yáng)極上，產(chǎn)生電能向用電設(shè)備供電。但是目前太陽(yáng)能電池活性層的激子并沒(méi)有全部解離，影響太陽(yáng)能電池的放電效率。如果產(chǎn)生的激子能夠解離成電子和空穴，并通過(guò)很短的路徑到達(dá)陽(yáng)極、陰極的界面，就能夠提高太陽(yáng)能電池的放電效率。本發(fā)明提供一種光電子器件，能夠增加有機(jī)太陽(yáng)能電池中激子解離的效率，從而提高太陽(yáng)能電池的放電效率。
[0042]實(shí)施例1:
[0043]本發(fā)明實(shí)施例提供一種光電子器件10，如圖1所示，所述光電子器件10包括:第一電極101、第二電極102、活性層103、絕緣層104以及第三電極105。
[0044]其中，相對(duì)設(shè)置的第一電極101和第二電極102、以及位于所述第一電極101和第二電極102之間的活性層103組成了光電池的主要結(jié)構(gòu)。第三電極105位于所述第一電極101遠(yuǎn)離所述第二電極102的一側(cè)。絕緣層104位于所述第三電極105和所述第一電極101之間。
[0045]需要說(shuō)明的是，所述第二電極102與所述第三電極105極性相同，所述第二電極102與所述第一電極101極性相反；且所述第三電極105與所述第一電極101間存在電壓。
[0046]光照條件下，第一電極101與第二電極102之間的活性層103中的電子吸收光從HOMO能級(jí)躍迀到LUMO能級(jí)，產(chǎn)生一對(duì)電子和空穴。同時(shí)，活性層103中也會(huì)形成激子(即受庫(kù)侖力束縛在一起的電子-空穴對(duì))。電子向第一電極101靠近第二電極102的表面(或第二電極102靠近第一電極101的表面)移動(dòng)，空穴向第二電極102靠近第一電極101的表面(或第一電極101靠近第二電極102的表面)移動(dòng)，形成電流。當(dāng)在第一電極101和第三電極105之間施加一定的電壓，由于絕緣層104并不導(dǎo)電，在電場(chǎng)作用下第一電極101遠(yuǎn)離第二電極102的表面積聚了電子(或空穴)，與第二電極102靠近第一電極101的表面上積聚的空穴(或電子)形成一個(gè)附加電場(chǎng)。在該附加電場(chǎng)的作用下活性層103中的激子得到解離，形成電子和空穴，電子、空穴定向移動(dòng)，形成電流?？梢?jiàn)，本發(fā)明提供的光電子器件能夠使得活性層103中的激子解離，從而提高太陽(yáng)能電池的放電效率。
[0047]進(jìn)一步地，如圖2所示，所述光電子器件10還包括電源106，所述電源106與第一電極101與第三電極105相連，使得第一電極101與第三電極105間存在電壓。具體地，若第一電極101為陰極，第三電極為陽(yáng)極，則電源106的陽(yáng)極與所述第三電極相連，所述電源106的陰極與所述第一電極相連。若第一電極101為陽(yáng)極，第三電極為陰極，則所述電源106的陰極與所述第三電極相連，所述電源的陽(yáng)極與所述第一電極相連。
[0048]需要說(shuō)明的是，所述電源106用以向第一電極101和第三電極105施加電壓，使得第一電極101和第三電極105之間電勢(shì)差。若第一電極101為