CN102447068A - 有机发光器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机发光器件及其制造方法。具体地，本发明涉及有机太阳能电池及其制造方法。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2010年10月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0098996的权益，将其公开内容引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及有机太阳能电池及其制造方法。
背景技术
在世界范围内日益增加的对可再生能源提升的兴趣中，有机太阳能电池作为具有多种优点的有希望的未来能源正引起关注。
与使用硅的无机太阳能电池相比，有机太阳能电池可以低的成本作为薄膜制造，并且可应用于各种类型的柔性器件。
因此，为进一步改善有机太阳能电池的特性，已经就各种方面进行了研究和开发。作为实例，已经尝试通过光活性层材料的热处理、光活性层的表面处理等改善有机太阳能电池的光活性层的特性。
然而，有机太阳能电池的光电转换效率的改善以及制造成本的减少仍然是必要的。
发明内容
本发明涉及可以低的成本实施的有机太阳能电池、以及制造所述有机太阳能电池的方法。
根据本发明的一个方面，提供有机太阳能电池，其包括：第一电极；第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的光活性层；和设置在所述光活性层和所述第二电极之间的电子提取(extraction)层，其中所述电子提取层包括极性聚合物。
所述极性聚合物可具有约0.3德拜或更大的偶极矩。
所述极性聚合物可包括至少一种由以下式1A表示的取代基：
式1A
其中，在式1A中，a是0～10的整数；
L1是取代或未取代的C1-C10亚烷基、取代或未取代C2-C10亚烯基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、或者取代或未取代的C3-C20亚杂芳基；
p是1～10的整数；和
A1是选自-OH、-NH2和由下式2A表示的基团的极性基团，
式2A
其中，在式2A中，B1和B2各自独立地为单键、双键、取代或未取代的C1-C5亚烷基、或者取代或未取代的C2-C5亚烯基；和
X是C或N。
在一些实施方式中，式1A中的L1可为亚苯基、亚萘基或亚蒽基。
在一些实施方式中，式2A中的B1和B2可各自独立地为单键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基。
式2A中的X可为N。
所述极性聚合物可包括由以下式3A表示的重复单元：
式3A
其中，在式3A中，R1～R4各自独立地为氢原子(H)、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、羟基(-OH)、羧酸(-COOH)基团、卤素原子、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30芳烷基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、取代或未取代的C2-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C30杂芳烷基、取代或未取代的C2-C30杂芳氧基、取代或未取代的C5-C20环烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C1-C30烷基酯基团、取代或未取代的C6-C30芳基酯基团、取代或未取代的C2-C30杂芳基酯基团、-N(Q1)(Q2)、或由上式1A表示的取代基，其中Q1～Q2各自独立地为氢原子、C1-C30烷基、C6-C30芳基、或者C2-C30杂芳基；和R1～R4的至少一个为由上式1A表示的取代基。
在一些实施方式中，在式3A中R1～R3可为氢原子，和R4为由式1A表示的取代基。
所述极性聚合物可包括由下式4A表示的聚(4-乙烯基苯酚)(PHS)、由下式4B表示的聚乙烯醇(PVA)、或者由下式4C表示的聚乙烯基吡咯烷酮：
式4A 式4B 式4C
其中，在式4A～4C中，n1～n3各自独立地为10～1,000,000的整数。
所述极性聚合物可具有约1,000～约90,000,000的重均分子量(Mw)。
所述电子提取层可具有约0.1nm～约10nm的厚度。
所述电子提取层的一个表面和所述第二电极的一个表面可互相接触。
根据本发明的另一方面，提供制造有机太阳能电池的方法，所述方法包括：在基底上形成第一电极；在所述第一电极上形成光活性层；在所述光活性层上形成包括极性聚合物的电子提取层；和在所述电子提取层上形成第二电极，其中所述电子提取层的形成包括由所述极性聚合物和溶剂的混合物形成第一层；和从所述第一层除去至少部分所述溶剂以得到所述电子提取层。
在所述电子提取层的形成中，所述第一层的形成可使用旋涂、喷墨印刷、喷嘴印刷、浸涂、电泳、流延成型(tape casting)、丝网印刷、刮刀涂布、凹版印刷(gravure printing)、凹版胶印(gravure offset printing)、朗缪尔-布罗杰特方法或逐层自组装方法进行。
附图说明
通过参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，本发明的以上和其它特征和优点将变得更明晰，其中：
图1是根据本发明实施方式的有机太阳能电池的示意性横截面图；
图2是图1的有机太阳能电池的各层的能级图；和
图3是说明分别根据实施例1和比较例1制造的有机太阳能电池的电压-电流特性的图。
具体实施方式
现在将参考其中示出了本公开内容的示例性实施方式的附图更充分地描述本公开内容。
图1是根据本公开内容的实施方式的有机太阳能电池的示意性横截面图。参考图1，根据本实施方式的有机太阳能电池包括以所述顺序顺序堆叠的第一电极101、空穴提取层102、光活性层104、电子提取层106和第二电极108。
第一电极101可形成于基底(未显示)之上。所述基底可为通常的半导体制造工艺中使用的基底(例如，硅基底等)或者容许外部光如太阳光穿过其的由基本透明的材料(无色且透明、有色透明、或半透明)制成的基底。所述基底的实例包括玻璃基底、金属氧化物基底和聚合物基底。用于所述基底的金属氧化物的非限制性实例包括氧化铝、氧化钼和氧化铟锡。用于所述基底的聚合物的非限制性实例包括聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基化物(polyallylate)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、纤维素三乙酸酯(TAC)和乙酸丙酸纤维素(CAP)。所述基底可具有由至少一种材料的混合物构成的单层结构，且在另外的实施方式中，可具有包括层的堆的多层结构，每个层由至少两种材料构成。
第一电极101可为阳极。第一电极101的材料可具有高功函(workfunction)。第一电极101的材料的实例包括透明且高度导电的材料，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氟锡氧化物(FTO)和氧化锑锡(ATO)。第一电极101的材料的其它实例包括镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钙(Ca)、铟(In)、其至少两种的组合(例如，其合金、镁-铟(Mg-In)或镁-银(Mg-Ag)，其可在共沉积层中)、和碳质材料如石墨。第一电极101可包括两种不同的材料。第一电极101可具有任意各种结构，并且在一些实施方式中，可具有包括两种不同材料的双层结构。第一电极101可使用任意各种已知方法例如溅射、沉积(气相沉积、热沉积等)、离子束辅助沉积(IBAD)或湿法涂布(取决于第一电极101的材料对所述方法进行选择)形成。
空穴提取层102可设置在第一电极101之上。空穴提取层102可捕获光活性层104中产生的空穴并将其传输到第一电极101。
空穴提取层102的材料可为导电聚合物。所述导电聚合物的非限制性实例包括PEDOT:PSS(聚(3，4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐))、聚苯胺、聚联苯-乙炔、聚(叔丁基)联苯乙炔、聚(三氟甲基)联苯乙炔、Cu-PC(酞菁铜)、聚(双三氟甲基)乙炔、聚双(叔丁基联苯)乙炔、聚(三甲基甲硅烷基)联苯乙炔、聚(咔唑)联苯乙炔、聚二乙炔、聚苯基乙炔、聚吡啶乙炔、聚甲氧基苯基乙炔、聚甲基苯基乙炔、聚(叔丁基)苯基乙炔、聚硝基苯基乙炔、聚(三氟甲基)苯基乙炔、聚(三甲基甲硅烷基)苯基乙炔、及它们的衍生物，和它们中的至少两种的组合。
例如，空穴提取层102的材料可为PEDOT:PSS(聚(3，4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐))。
空穴提取层102可使用任意各种已知方法例如沉积(气相沉积、热沉积等)、离子束辅助沉积(IBAD)或湿法涂布(取决于空穴提取层102的材料对其进行选择)形成。
空穴提取层102可具有约1nm～约500nm的厚度。当空穴提取层102的厚度在此范围内时，空穴提取层102可呈现良好的空穴提取性能，而没有驱动电压的显著增加。
光活性层104可设置在空穴提取层102之上。光活性层104可通过吸收外部光如太阳光而产生空穴和电子。
光活性层104可具有任意多种结构，例如包括电子给体材料和电子受体材料的单层结构，或者包括含有电子给体材料的层和含有电子受体材料的层的多层结构。
所述电子给体材料可为包括π电子的p型导电聚合物材料。所述作为电子给体材料的导电聚合物的非限制性实例包括P3HT(聚(3-己基噻吩))、聚硅氧烷咔唑、聚苯胺、聚氧化乙烯、(聚(1-甲氧基-4-(O-分散红1)-2，5-亚苯基-亚乙烯基)、MEH-PPV(聚[2-甲氧基-5-(2’-乙氧基己氧基)-1，4-亚苯基-亚乙烯基])；MDMO-PPV(聚[2-甲氧基-5-3-(3’，7’-二甲基辛氧基)-1，4-亚苯基-亚乙烯基])；PFDTBT(聚(2，7-(9，9-二己基)-芴-交替-2，3-(4’，7’-二-2-噻吩基-2’，1’，3’-苯并噻二唑))；PCPDTBT(聚[2，6-(4，4-二(2-乙基己基)-4H-环戊并[2，1-b；3，4-b’]二噻吩)-交替-4，7(2，1，3-苯并噻二唑)]，PCDTBT(聚[N-9’-十七烷基-2，7-咔唑-交替-5，5-(4’，7’-二-2-噻吩基-2’，1’，3’-苯并噻二唑)]、聚吲哚、聚咔唑、聚哒嗪、聚异硫茚、聚苯硫醚、聚乙烯基吡啶、聚噻吩、聚芴、聚吡啶、及其衍生物。可使用以上所列的电子给体材料的至少两种的任意组合，例如作为共混物或共聚物。
所述电子受体材料的非限制性实例包括富勒烯、其衍生物(例如，PCBM([6，6]-苯基-C61丁酸甲酯))、CdSe纳米晶、碳纳米管、聚苯并咪唑(PBI)纳米棒、和3，4，9，10-苝四羧酸双苯并咪唑(PTCBI)。
光活性层104可为包括作为电子给体材料的P3HT和作为电子受体材料的富勒烯衍生物PCBM([6，6-苯基-C61丁酸甲酯])的单层，但不限于此。
当光活性层104包括电子给体材料和电子受体材料的混合物时，所述电子给体材料与所述电子受体材料的混合比率以重量计可为10∶1～10∶100，但不限于此。
光活性层104可具有例如约10nm～约2000nm的厚度。光活性层104可使用通常的沉积方法或涂布方法例如使用喷射、旋涂、浸渍、印刷、刮刀法、溅射或电泳形成。然而，可使用任何适合的方法。
电子提取层106可设置在光活性层104之上。电子提取层106可捕获光活性层104中产生的电子并将其传输到第二电极108。
电子提取层106可包括极性聚合物。因此，第一电极101和第二电极108之间增加的功函差可导致有机太阳能电池提高的开路电压(Voc)，因此促进电子从光活性层104迁移到所述第二电极并且导致提高的短路电流(Jsc)。因此，具有包括所述极性聚合物的电子提取层106的有机太阳能电池可具有改善的光电转换效率。
图2是图1中的有机太阳能电池的各层的能级图，其说明第一电极101的能级201、在光活性层104中的电子给体材料204a的最高已占分子轨道(HOMO)214、在光活性层104中的电子受体材料204b的最低未占分子轨道(LUMO)224、和第二电极108的能级208。虽然光活性层104的能级是对于含有电子给体材料204a的层和含有电子受体材料204b的层单独说明的，但是图2的光活性层104不限于具有包括含有电子给体材料的层和含有电子受体材料的层的双层结构。为了便于说明，空穴提取层102的能级没有在图2中说明。
参考图1和2，通过暴露于外部光例如太阳光而在有机太阳能电池的光活性层104中产生的空穴从电子给体材料204a的HOMO 214迁移到第一电极101，而在光活性层104中产生的电子经由电子提取层106从电子受体材料204b的LUMO 224迁移到第二电极108。
电子提取层106中包括所述极性聚合物可导致如图2中所示的包括正电荷区域(δ+)和负电荷区域(δ-)的“偶极(dipole)层”的形成，使得真空能级(在图2中由虚线206表示)可向上偏移。这可导致在第一电极101和第二电极108之间增加的功函差，并且因此导致有机太阳能电池提高的开路电压。在一些实施方式中，真空能级可向上偏移0.05eV或更大。然而，本公开内容不限于此。
真空能级(参见图2的虚线206)的偏移可降低光活性层104的LUMO224和第二电极108之间的功函差，从而促进光活性层104中产生的电子传输到第二电极108。因此，有机太阳能电池可具有提高的短路电流。
电子提取层106中的极性聚合物可具有0.3德拜或更大的偶极矩，并且在一些实施方式中，可具有约0.36德拜～约12德拜的偶极矩。这些数据是使用甲苯作为溶剂在约38.4℃测量的。当电子提取层106中的极性聚合物具有在这些范围内的偶极矩时，可促进如图2中所示(在图2中由虚线206表示)的真空能级的偏移。
所述极性聚合物可包括至少一种由式1A表示的取代基：
式1A
其中，在式1A中，a可为0～10的整数。在一些实施方式中，如果a是0，则A1可直接连接至所述极性聚合物的主链。例如，a是1～2的整数。
在式1A中，L1可为取代或未取代的C1-C10亚烷基、取代或未取代的C2-C10亚烯基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、或者取代或未取代的C3-C20亚杂芳基。例如，L1可为C1-C5亚烷基、C2-C5亚烯基、C6-C14亚芳基、或者C2-C14亚杂芳基。例如，L1可为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚乙烯基、亚丙烯基、亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚吡啶基或亚吡嗪基，但不限于此。在一些实施方式中，L1可为亚苯基、亚萘基或亚蒽基。
在式1A中，p是1～10的整数。p可取决于L1。例如，p可为1、2、3或4，但不限于此。
在式1A中，A1是选自-OH、-NH2和由下式2A表示的基团的极性基团，
式2A
在式2A中，B1和B2可各自独立地为单键、双键、取代或未取代的C1-C5亚烷基、或者取代或未取代的C2-C5亚烯基。当B1或B2为单键或双键时，式2A中的X和C可通过所述单键或双键连接。在一些实施方式中，B1和B2可各自独立地为单键、C1-C5亚烷基、或C2-C5亚烯基。例如，B1和B2可为单键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基，但不限于此。
在式2A中，X可为C或N。例如，X可为N，但不限于此。
如果式1A中的a为至少2，则至少两个L1可相同或不同。如果p为至少2，则至少两个A1可相同或不同。
在一些实施方式中，在式1A中，a＝1，L1＝亚苯基，p＝1，和A1＝-OH；a＝0，p＝1，和A1＝-OH；或a＝0，A1＝式2A的基团，B1＝单键，B2＝亚丙基，和X＝N。
电子提取层106中的极性聚合物可包括由下式3A表示的重复单元：
式3A
其中，在式3A中，R1～R4各自独立地为氢原子(H)、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、羟基(-OH)、羧酸(-COOH)基团、卤素原子、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30芳烷基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、取代或未取代的C2-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C30杂芳烷基、取代或未取代的C2-C30杂芳氧基、取代或未取代的C5-C20环烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C1-C30烷基酯基团、取代或未取代C6-C30芳基酯基团、取代或未取代的C2-C30杂芳基酯基团、-N(Q1)(Q2)、或者由上式1A表示的取代基，其中Q1-Q2各自独立地为氢原子、C1-C30烷基、C6-C30芳基、或C2-C30杂芳基；和R1～R4的至少一个为由式1A表示的取代基，在上文中对由式1A表示的取代基进行了描述并且在此不重复描述。
在式3A中，R1～R4可为氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基、萘基、蒽基、或由上式1A表示的取代基，但不限于此。
例如，在式3A中，R1～R3可各自独立地为氢原子，和R4可为由式1A表示的取代基。
在一些实施方式中，所述极性聚合物可为由下式4A表示的聚(4-乙烯基苯酚)(PHS)、由下式4B表示的聚乙烯醇(PVA)、或者由下4C表示的聚乙烯基吡咯烷酮，但不限于此。
式4A 式4B 式4C
在式4A～4C中，n1～n3可各自独立地为10～1,000,000的整数。
所述极性聚合物可具有约1,000～约90,000,000的重均分子量(Mw)，并且在一些实施方式中可具有约10,000～约100,000的Mw。当所述极性聚合物的重均分子量在这些范围内时，用于形成电子提取层106的混合物的涂布性、粘度和流动性可改善，使得电子提取层106可具有改善的界面特性。
电子提取层106可具有约0.1nm～约10nm的厚度，并且在一些实施方式中，可具有约1nm～约4nm的厚度。当电子提取层106的厚度在这些范围内时，可得到如图2中所示的真空能级偏移效应而没有驱动电压的增加。
电子提取层106可通过如下形成：由所述极性聚合物和溶剂的混合物形成第一层；和从所述第一层除去至少部分所述溶剂以得到所述电子提取层。换而言之，电子提取层106可通过所谓的“湿法工艺”形成。
所述溶剂可为这样的材料：其不与待包含在电子提取层106中的所述极性聚合物反应，但与所述极性聚合物溶混，并且可容易地通过例如加热除去。在一些实施方式中，所述溶剂可为醇如乙醇，但不限于此。
可由所述极性聚合物和所述溶剂的混合物在其中将形成电子提取层106的区域中形成所述第一层。例如所述第一层可形成于光活性层104之上。
所述第一层可使用任何已知方法例如使用旋涂、喷墨印刷、喷嘴印刷、浸涂、电泳、流延成型、丝网印刷、刮刀涂布、凹版印刷、凹版胶印、朗缪尔-布罗杰特方法或逐层自组装方法形成。
可通过使用任何已知方法从由所述极性聚合物和所述溶剂的混合物形成的所述第一层除去至少部分所述溶剂。在一些实施方式中，可通过热处理、真空干燥或UV处理从所述第一层除去至少部分所述溶剂。所得电子提取层106可包括所述极性聚合物。
如上所述，电子提取层106可使用湿法工艺形成。与包括使用需要昂贵的真空室、抽空设备等的沉积法形成的电子提取层的有机太阳能电池相比，包括如以上所述那样形成的电子提取层106的有机太阳能电池可具有相对低的成本。当电子提取层106使用这样的湿法工艺形成时，在电子提取层106之下的光活性层104可具有最小化的损害或可不被损害，这可提高有机太阳能电池的填充系数。
第二电极108可设置在电子提取层106上。在一个实施方式中，第二电极108可“直接”设置在电子提取层106上，使得电子提取层106的一个表面直接接触第二电极108的一个表面(参见图1)。换而言之，在电子提取层106和第二电极108之间可不设置电子传输层，例如通过沉积形成的LiF层。
第二电极108可为阴极。第二电极108可使用低功函材料形成，以促进电子从光活性层104的迁移。用于第二电极108的材料的非限制性实例包括金属如铝、镁、钙、钠、钾、铟、钇、锂、银、铅和铯、及其至少两种的组合。
此处所用的“*”和“*’”表示与相邻元素或重复单元的结合位置，这是本领域普通技术人员会理解的。
现在将参考以下实施例对本发明的一个或多个实施方式进行详细描述。然而，这些实施例不意图限制本发明的一个或多个实施方式的范围。
实施例
实施例1
将聚(3，4-亚乙基二氧噻吩):聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)(CLEVIOSPH，可得自H.C.Starck)旋涂在ITO基底(涂布有ITO的玻璃基底)上，然后在约200℃热处理约10分钟以形成具有约35nm厚度的空穴提取层。将1，2-二氯苯、PCBM和P3HT(PCBM∶P3HT＝1∶1，以重量计)的混合物在约60℃搅拌约13小时，然后冷却至室温。将所得混合物旋涂在所述空穴提取层上，然后在约150℃热处理约50分钟以形成具有约210nm厚度的光活性层。随后，将式4A的聚(4-乙烯基苯酚)(PHS)和乙醇的混合物旋涂在所述光活性层之上，然后在约50℃热处理约10分钟以形成具有约2.7nm厚的含有PHS的电子提取层。然后，在所述电子提取层之上沉积Al以形成具有约100nm厚度的第二电极，从而完成有机太阳能电池的制造。
比较例1
以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，除了不形成含有PHS的电子提取层之外。
评价实施例1
对实施例1和比较例1的有机太阳能电池的电压-电流密度特性进行评价。结果示于图3中。在使用氙灯作为光源(该氙灯的AM 1.5太阳光谱使用标准太阳能电池校正)将100mW/cm2的光照射到各个有机太阳能电池上时，评价各个有机太阳能电池的电压-电流密度特性。
使用该电压-电流密度图计算短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)、填充系数(FF)和光电转换效率(PCE，％)。结果示于下表1中。
表1
参考表1，发现，与比较例1的有机太阳能电池相比，具有包括所述极性聚合物的电子提取层的实施例1的有机太阳能电池具有更好的特性。
实施例1的有机太阳能电池具有改善的光电转换效率，并且可容易地以低的成本作为薄膜实施。
虽然已经参考本发明的示例性实施方式具体显示和描述了本发明，然而本领域普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在其中进行形式和细节上的各种变化。
Claims (14)
1.有机太阳能电池，包括：第一电极；第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的光活性层；和设置在所述光活性层和所述第二电极之间的电子提取层，其中所述电子提取层包括极性聚合物。
2.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述极性聚合物具有约0.3德拜或更大的偶极矩。
3.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述极性聚合物包括至少一种由下式1A表示的取代基：
式1A
其中，在式1A中，a是0～10的整数；
L1是取代或未取代的C1-C10亚烷基、取代或未取代的C2-C10亚烯基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、或者取代或未取代的C3-C20亚杂芳基；
p是1～10的整数；和
A1是选自-OH、-NH2和由下式2A表示的基团的极性基团，
式2A
其中，在式2A中，B1和B2各自独立地为单键、双键、取代或未取代的C1-C5亚烷基、或者取代或未取代的C2-C5亚烯基；和
X是C或N。
4.权利要求3的有机太阳能电池，其中L1是亚苯基、亚萘基或亚蒽基。
5.权利要求3的有机太阳能电池，其中B1和B2各自独立地为单键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基。
6.权利要求3的有机太阳能电池，其中X是N。
7.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述极性聚合物包括由下式3A表示的重复单元：
式3A
其中，在式3A中，R1～R4各自独立地为氢原子(H)、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、羟基(-OH)、羧酸(-COOH)基团、卤素原子、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30芳烷基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、取代或未取代的C2-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C30杂芳烷基、取代或未取代的C2-C30杂芳氧基、取代或未取代的C5-C20环烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C1-C30烷基酯基团、取代或未取代的C6-C30芳基酯基团、取代或未取代的C2-C30杂芳基酯基团、-N(Q1)(Q2)、或者由下式1A表示的取代基，其中Q1～Q2各自独立地为氢原子、C1-C30烷基、C6-C30芳基或C2-C30杂芳基；和R1～R4的至少一个为由下式1A表示的取代基：
式1A
其中，在式1A中，a是0～10的整数；L1选自取代或未取代的C1-C10亚烷基、取代或未取代的C2-C10亚烯基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、以及取代或未取代的C3-C20亚杂芳基；
p是1～10的整数；和
A1是选自-OH、-NH2和由下式2A表示的基团的极性基团，
式2A
其中，在式2A中，B1和B2各自独立地为单键、双键、取代或未取代的C1-C5亚烷基、或者取代或未取代的C2-C5亚烯基；和
X是C或N。
8.权利要求7的有机太阳能电池，其中R1～R3是氢原子，且R4是由式1A表示的取代基。
9.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述极性聚合物包括由下式4A表示的聚(4-乙烯基苯酚)(PHS)、由下式4B表示的聚乙烯醇(PVA)、或者由下式4C表示的聚乙烯基吡咯烷酮：
式4A 式4B 式4C
其中，在式4A～4C中，n1～n3各自独立地为10～1,000,000的整数。
10.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述极性聚合物具有约1,000～约90,000,000的重均分子量(Mw)。
11.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述电子提取层具有约0.1nm～约10nm的厚度。
12.权利要求1的有机太阳能电池，其中所述电子提取层的一个表面和所述第二电极的一个表面互相接触。
13.制造有机太阳能电池的方法，所述方法包括：
在基底上形成第一电极；
在所述第一电极上形成光活性层；
在所述光活性层上形成包括极性聚合物的电子提取层；和
在所述电子提取层上形成第二电极，
其中所述电子提取层的形成包括由所述极性聚合物和溶剂的混合物形成第一层；和从所述第一层除去至少部分所述溶剂以得到所述电子提取层。
14.权利要求13的方法，其中在所述电子提取层的形成中，所述第一层的形成是使用旋涂、喷墨印刷、喷嘴印刷、浸涂、电泳、流延成型、丝网印刷、刮刀涂布、凹版印刷、凹版胶印、朗缪尔-布罗杰特方法或逐层自组装方法进行。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120509 |