CN110637376A - 光伏器件封装 - Google Patents
光伏器件封装 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110637376A CN110637376A CN201880033074.1A CN201880033074A CN110637376A CN 110637376 A CN110637376 A CN 110637376A CN 201880033074 A CN201880033074 A CN 201880033074A CN 110637376 A CN110637376 A CN 110637376A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- layers
- oxide layer
- layer comprises
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 275
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 95
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 80
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 80
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 76
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 57
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 27
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 12
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 11
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 7
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910016287 MxOy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N chromium(IV) oxide Inorganic materials O=[Cr]=O AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 4
- 229910016514 CuFeO2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 claims description 3
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 510
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 110
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 107
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 83
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 56
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 50
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 43
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 37
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 34
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 31
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 31
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 26
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 18
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 16
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 16
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 16
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 14
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 13
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 13
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 10
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 10
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 10
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 10
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 9
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 207739-72-8 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 8
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 7
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 6
- JJMDCOVWQOJGCB-UHFFFAOYSA-N 5-aminopentanoic acid Chemical compound [NH3+]CCCCC([O-])=O JJMDCOVWQOJGCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 6
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 6
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 6
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 6
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 description 6
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 6
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 6
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 6
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 6
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 6
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 6
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 6
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 6
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 6
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 6
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 6
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical class ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 5
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 5
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 125000005036 alkoxyphenyl group Chemical group 0.000 description 5
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 5
- 125000005037 alkyl phenyl group Chemical group 0.000 description 5
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N boronic acid Chemical compound OBO ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 5
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 5
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 5
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 5
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 5
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 5
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 5
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 description 4
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 4
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 4
- 125000002577 pseudohalo group Chemical group 0.000 description 4
- XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N quinoxaline Chemical compound N1=CC=NC2=CC=CC=C21 XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003107 Zn2SnO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229920000109 alkoxy-substituted poly(p-phenylene vinylene) Polymers 0.000 description 3
- 125000005103 alkyl silyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000005259 triarylamine group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- LBUJPTNKIBCYBY-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound C1=CC=C2CCCNC2=C1 LBUJPTNKIBCYBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MUVFZOSESRRBCU-UHFFFAOYSA-N 2,2-dicyanoacetamide Chemical compound NC(=O)C(C#N)C#N MUVFZOSESRRBCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005964 Acibenzolar-S-methyl Substances 0.000 description 2
- 229910017115 AlSb Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910002493 Ce2(CO3)3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- USXDFAGDIOXNML-UHFFFAOYSA-N Fulminate Chemical compound [O-][N+]#[C-] USXDFAGDIOXNML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 229910015711 MoOx Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004412 SrSi2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910010252 TiO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 2
- AFQYBWJTZUGQBS-UHFFFAOYSA-N [I].[Sn].[Cs] Chemical class [I].[Sn].[Cs] AFQYBWJTZUGQBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M copper(1+);thiocyanate Chemical compound [Cu+].[S-]C#N PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LCUOIYYHNRBAFS-UHFFFAOYSA-N copper;sulfanylideneindium Chemical compound [Cu].[In]=S LCUOIYYHNRBAFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HFWIMJHBCIGYFH-UHFFFAOYSA-N cyanoform Chemical compound N#CC(C#N)C#N HFWIMJHBCIGYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- SAZXSKLZZOUTCH-UHFFFAOYSA-N germanium indium Chemical compound [Ge].[In] SAZXSKLZZOUTCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 2
- 150000002540 isothiocyanates Chemical class 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 2
- 229920000264 poly(3',7'-dimethyloctyloxy phenylene vinylene) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004772 tellurides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- 229910009112 xH2O Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- RUDATBOHQWOJDD-UHFFFAOYSA-N (3beta,5beta,7alpha)-3,7-Dihydroxycholan-24-oic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)CC2 RUDATBOHQWOJDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCFAPJDPAPDDAQ-UHFFFAOYSA-N 1,2-dihydropyrimidine Chemical compound C1NC=CC=N1 WCFAPJDPAPDDAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEHDFSFYZKSKGH-UHFFFAOYSA-N 1,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-amine Chemical compound NC1=NCCCN1 PEHDFSFYZKSKGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZDTZHQLABJVLE-UHFFFAOYSA-N 1,8-diiodooctane Chemical compound ICCCCCCCCI KZDTZHQLABJVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=12C=CC3=C(C=4C=CC=CC=4)C=C(C)N=C3C2=NC(C)=CC=1C1=CC=CC=C1 STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOCMXZLNHQBBOS-UHFFFAOYSA-N 2-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenol zinc Chemical compound [Zn].Oc1ccccc1-c1nc2ccccc2o1.Oc1ccccc1-c1nc2ccccc2o1 UOCMXZLNHQBBOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGDYKJMYMSVBJA-UHFFFAOYSA-N 2-(pyrrolidin-1-ylmethylidene)pyrrolidine Chemical compound C1CCCN1C=C1NCCC1 OGDYKJMYMSVBJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRBFTYUMFJWSJY-UHFFFAOYSA-N 28804-46-8 Chemical compound ClC1CC(C=C2)=CC=C2C(Cl)CC2=CC=C1C=C2 VRBFTYUMFJWSJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016909 AlxOy Inorganic materials 0.000 description 1
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002971 CaTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002976 CaZrO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N Formamidine Chemical compound NC=N PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016285 MxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016323 MxSy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003378 NaNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005697 Pockels effect Effects 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N Tetrahydroanthracene Natural products C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1 XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910009973 Ti2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010322 TiS3 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical group [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Zn+2] JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N antimony pentoxide Inorganic materials O=[Sb](=O)O[Sb](=O)=O LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000411 antimony tetroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Inorganic materials O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021523 barium zirconate Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- RUDATBOHQWOJDD-BSWAIDMHSA-N chenodeoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 RUDATBOHQWOJDD-BSWAIDMHSA-N 0.000 description 1
- 229960001091 chenodeoxycholic acid Drugs 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 229930002868 chlorophyll a Natural products 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- WILFBXOGIULNAF-UHFFFAOYSA-N copper sulfanylidenetin zinc Chemical compound [Sn]=S.[Zn].[Cu] WILFBXOGIULNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 125000002795 guanidino group Chemical group C(N)(=N)N* 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004754 hybrid cell Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052960 marcasite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004792 oxidative damage Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethanamine Chemical compound NCC1CO1 AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- KJOLVZJFMDVPGB-UHFFFAOYSA-N perylenediimide Chemical compound C=12C3=CC=C(C(NC4=O)=O)C2=C4C=CC=1C1=CC=C2C(=O)NC(=O)C4=CC=C3C1=C42 KJOLVZJFMDVPGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013082 photovoltaic technology Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 150000003230 pyrimidines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- MUPJWXCPTRQOKY-UHFFFAOYSA-N sodium;niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Nb+5] MUPJWXCPTRQOKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229910001251 solid state electrolyte alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910014031 strontium zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 description 1
- YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N tetraantimony hexaoxide Chemical compound O1[Sb](O2)O[Sb]3O[Sb]1O[Sb]2O3 YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N tetracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C21 IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N titanium(III) oxide Chemical compound O=[Ti]O[Ti]=O GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
- H01G9/2077—Sealing arrangements, e.g. to prevent the leakage of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2018—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte characterised by the ionic charge transport species, e.g. redox shuttles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
- H01G9/2081—Serial interconnection of cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/451—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a metal-semiconductor-metal [m-s-m] structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/88—Passivation; Containers; Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/141—Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L2031/0344—Organic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
光伏器件，包含第一电极、第二电极、至少部分设置在该第一和第二电极之间的活性层、至少部分设置在该第一和第二电极之间的界面层、和至少部分设置在该第一或第二电极中的一个和封装剂层之间并与该第一或第二电极中的一个和封装剂层接触的非化学计量氧化物层。该光伏器件的活性层包含光活性材料。
Description
背景技术
使用光伏元件(PV)由太阳能或辐射产生电能可提供许多益处，包括例如电源、低或零排放、独立于电网的电力生产、耐久的物理结构(没有移动的零件)、稳定且可靠的系统、模块化构造、相对快的安装、安全的制造和使用、和良好的使用舆论和接受度。
PV的部分可易受环境中存在的物质氧化或腐蚀的影响。如果受保护免于环境氧化或腐蚀，PV可更好地发挥作用。
本公开内容的特征和优势对本领域技术人员将是可见的。虽然本领域技术人员可做出许多改变，但是这样的改变在本发明的精神内。
附图简要描述
图1是描述根据本公开内容一些实施方案的DSSC中各个层的DSSC设计的说明。
图2是描述根据本公开内容一些实施方案的DSSC中各个层的DSSC设计的另一种说明。
图3是根据本公开内容一些实施方案的BHJ器件设计的示例说明。
图4是根据本公开内容一些实施方案的包括活性层的典型光伏电芯(cell)的示意图。
图5是根据本公开内容一些实施方案的典型固态DSSC器件的示意。
图6是根据本公开内容一些实施方案的范例混合PV电池(battery)中部件的描述。
图7是说明根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图8A是说明根据本公开内容一些实施方案的混合PV电池的程式化图。
图8B是涉及根据本公开内容一些实施方案的混合PV电池的等效电路图。
图9是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图9A是显示根据本公开内容一些实施方案的范例器件中部件的程式化图。
图10是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图11是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图12是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图13是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图14是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图15是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图16是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图17是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图18是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图19是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图20是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图21是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图22是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图22是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
图24是显示根据本公开内容一些实施方案的范例PV器件中部件的程式化图。
优选实施方案的详细描述
在与有机、非有机和/或混合PV相容的PV技术的各个方面中的改进有希望进一步降低有机PV和其它PV的成本。例如，一些太阳能电芯例如固态染料敏化太阳能电芯可利用新的有成本效益且高稳定性的替代部件例如固态电荷传输材料(或者通俗地说“固态电解质”)。另外，各个种类的太阳能电芯可有利地包括界面材料和其它材料，其在其它优势中可比目前存在的常规选择更有成本效益和持久。
本公开内容大体涉及在从太阳辐射产生电能的光伏电芯中材料的物质组合物、设备和使用方法。更具体地，这一公开内容涉及光活性物质组合物和其它物质组合物，以及这样的物质组合物的设备、使用方法和形成。
这些物质组合物的实例可包括例如空穴传输材料和/或可适合于用作例如PV器件的界面材料(IFL)、染料和/或其它元件的材料。可在各种PV器件例如异质结电芯(例如双层和本体)、混合电芯(例如具有CH3NH3PbI3、ZnO纳米棒或PbS量子点的有机物)和DSSC(染料敏化太阳能电芯)中采用这样的化合物。后者(DSSC)以三种形式存在：基于溶剂的电解质、离子液体电解质和固态空穴传输体(或固态DSSC，即SS-DSSC)。根据一些实施方案的SS-DSSC结构可基本上不含电解质，而是含有空穴传输材料例如螺-OMeTAD、CsSnI3和其它活性材料。
按照本公开内容一些实施方案的一些或所有材料还可有利地用在任何有机或其它电子器件中，其中一些实例包括但不限于：电池、场效应晶体管(FET)、发光二极管(LED)、非线性光学器件、忆阻器、电容器、整流器和/或整流天线。
在一些实施方案中，本公开内容可提供PV和其它类似器件(例如电池、混合PV电池、多结PV、FET、LED等)。这样的器件可在一些实施方案中包括改进的活性材料、界面层和/或一种或多种钙钛矿材料。可将钙钛矿材料包括在PV或其它器件的一个或多个方面的各个方面中。根据一些实施方案的钙钛矿材料可具有通式CMX3，其中：C包含一种或多种阳离子(例如胺、铵、1族金属、2族金属和/或其它阳离子或类阳离子化合物)；M包含一种或多种金属(实例包括Fe、Co、Ni、Cu、Sn、Pb、Bi、Ge、Ti和Zn)；和X包含一种或多种阴离子。以下更详细地讨论根据各种实施方案的钙钛矿材料。
光伏电芯和其它电子器件
可参考如图1、3、4和5中所示太阳能电芯的各种说明性描述来描述一些PV实施方案。例如，根据一些实施方案的实例PV架构可基本上具有基材-阳极-IFL-活性层-IFL-阴极的形式。一些实施方案的活性层可为光活性的和/或它可包括光活性材料。如本领域已知的可在电芯中使用其它层和材料。此外，应指出使用术语“活性层”绝不是意图限制或以其它方式明确地或隐含地限定任何其它层的性质—例如，在一些实施方案中，任一或两个IFL也可为活性的，只要它们可为半导性的。特别地，参考图4，描述了程式化的通用PV电芯2610，说明在PV内一些层的高界面属性。PV 2610表示可应用于若干PV器件例如钙钛矿材料PV实施方案的通用架构。PV电芯2610包括玻璃(或对太阳辐射类似透明的材料)的透明层2612，其允许太阳辐射2614传播通过该层。一些实施方案的透明层还可称作基材(例如和图1的基材层1507一样)，并且它可包含各种刚性或柔性材料中的任何一种或多种，例如：玻璃、聚乙烯、PET、Kapton、石英、铝箔、金箔或钢。光活性层2616由电子供体或p-型材料2618、和/或电子受体或n-型材料2620、和/或双极性半导体组成，该双极性半导体表现出p-和n-型两种材料特性。如图4中描述的，活性层或光活性层2616夹在两个导电电极层2622和2624之间。在图4中，电极层2622是锡掺杂的氧化铟(ITO材料)。如之前指出的，一些实施方案的活性层不必然需要是光活性的，虽然在图4中所示的器件中它是光活性的。电极层2624是铝材料。如本领域已知的可使用其它材料。电芯2610还包括界面层(IFL)2626，在图4的实例中显示为ZnO材料。IFL可辅助电荷分离。在一些实施方案中，IFL 2626可包含根据本公开内容的有机化合物作为自组装单层(SAM)或作为薄膜。在其它实施方案中，IFL 2626可包含多层IFL，其在以下更详细地讨论。还可存在与电极2624相邻的IFL 2627。在一些实施方案中，与电极2624相邻的IFL 2627可还包含或替代地包含根据本公开内容的有机化合物作为自组装单层(SAM)或作为薄膜。在其它实施方案中，与电极2624相邻的IFL 2627可还包含或替代地包含多层IFL(再一次，其在以下更详细地讨论)。根据一些实施方案的IFL在特性上可为半导性的并且可为p-型或n-型，或者它在特性上可为介电性的。在一些实施方案中，在器件的阴极侧上的IFL(例如图4中所示的IFL 2627)可为p-型，并且在器件的阳极侧上的IFL(例如图4中所示的IFL 2626)可为n-型。然而在其它实施方案中，阴极侧IFL可为n-型并且阳极侧IFL可为p-型。将电芯2610连接至导线2630和放电装置2632例如电池。
还可参考图3描述另外的实施方案，其描述程式化的BHJ器件设计并且包括：玻璃基材2401、ITO(锡掺杂的氧化铟)电极2402、界面层(IFL)2403、光活性层2404和LiF/Al阴极2405。所提到的BHJ构造的材料仅为实例；与本公开内容相符，可使用本领域已知的任何其它BHJ构造。在一些实施方案中，光活性层2404可包含图4的器件中活性或光活性层2616可包含的任何一种或多种材料。
图1是根据一些实施方案的DSSC PV的简化说明，这里被提到的目的是说明这样的实例PV的组装。可根据以下构造如图1中所示的实例DSSC：在基材层1507(显示为玻璃)上沉积电极层1506(显示为氟掺杂的氧化锡，FTO)。将介孔层ML 1505(其在一些实施方案中可为TiO2)沉积在电极层1506上，然后在溶剂(未示出)和染料1504中浸渍光电极(目前包含基材层1507、电极层1506和介孔层1505)。这使染料1504结合至ML的表面。制造单独的对电极，其包含基材层1501(也显示为玻璃)和电极层1502(显示为Pt/FTO)。组合光电极和对电极，如图1中所示将各个层1502-1506夹在两个基材层1501和1507之间，并允许分别使用电极层1502和1506作为阴极和阳极。在染料层1504之后直接在完整的光电极上或者通过器件中的开口(通常为在对电极基材1501中通过喷砂预钻的孔)来沉积电解质层1503。还可将电芯连接至导线和放电装置例如电池(未示出)。基材层1507和电极层1506和/或基材层1501和电极层1502应具有足够的透明度以允许太阳辐射穿过至光活性染料1504。在一些实施方案中，对电极和/或光电极可为刚性的，而在其它实施方案中任一或两者可为柔性的。各种实施方案的基材层可包含以下任何一种或多种：玻璃、聚合物、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、PEN、PET、PMMA、聚碳酸酯、Kapton、石英、蓝宝石铝、银箔、金箔、木材、混凝土和钢。在某些实施方案中，DSSC可进一步包括集光层1601(如图2中所示)以散射入射光以便提高通过器件中光活性层的光路长度(由此提高在光活性层中吸收光的可能性)。
在其它实施方案中，本公开内容提供固态DSSC。根据一些实施方案的固态DSSC可提供优势例如没有可影响包含液体电解质的DSSC的泄漏和/或腐蚀问题。此外，固态电荷载流子可提供更快的器件物理性能(例如更快的电荷传输)。另外，在一些实施方案中，固态电解质可为光活性的并因此有助于来源于固态DSSC器件的电力。
可参考图5描述固态DSSC的一些实例，图5是典型的固态DSSC的程式化示意。和在例如图4中描述的实例太阳能电芯一样，由第一和第二活性(例如导电性和/或半导性)材料(分别为2810和2815)组成的活性层夹在电极2805和2820(在图5中分别显示为Pt/FTO和FTO)之间。在图5中所示实施方案中，第一活性材料2810是p-型活性材料，并且包含固态电解质。在某些实施方案中，第一活性材料2810可包含有机材料例如螺-OMeTAD和/或聚(3-己基噻吩)，无机的二元、三元、四元或更多元的配合物，任何固体半导材料，或它们的任何组合。在一些实施方案中，第一活性材料可额外地或替代地包含氧化物和/或硫化物、和/或硒化物、和/或碘化物(例如CsSnI3)。因此，例如一些实施方案的第一活性材料可包含固态p-型材料，其可包含硫化铜铟，并且在一些实施方案中它可包含硒化铜铟镓。在图5中所示的第二活性材料2815是n-型活性材料并包含用染料涂覆的TiO2。在一些实施方案中，第二活性材料可同样包含有机材料例如螺-OMeTAD，无机的二元、三元、四元或更多元的配合物，或它们的任何组合。在一些实施方案中，第二活性材料可包含氧化物例如氧化铝，和/或它可包含硫化物，和/或它可包含硒化物。因此，在一些实施方案中，第二活性材料可包含硫化铜铟，并且在一些实施方案中它可包含硒化铜铟镓。一些实施方案的第二活性材料2815可构成介孔层。此外，除了是活性的之外，第一和第二活性材料2810和2815中任一或两者可为光活性的。在其它实施方案中(未在图5中示出)，第二活性材料可包含固体电解质。另外，在第一和第二活性材料2810和2815中任一包含固体电解质的实施方案中，PV器件可缺少有效量的液体电解质。虽然在图5中显示并称作p-型，但是固态层(例如包含固体电解质的第一活性材料)可在一些实施方案中替代地为n-型半导性的。在这样的实施方案中，则用染料涂覆的第二活性材料(例如图5中所示的TiO2(或其它介孔材料))可为p-型半导性的(与图5中所示并相对图5而言讨论的n-型半导性的相反)。
基材层2801和2825(在图5中都显示为玻璃)分别形成图5的实例电芯的外部顶层和底层。这些层可包含具有足够透明度的任何材料以允许太阳辐射穿过至活性/光活性层，所述活性/光活性层包含染料、第一和第二活性和/或光活性材料2810和2815，例如玻璃、聚合物、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、PEN、PET、PMMA、聚碳酸酯、Kapton、石英、蓝宝石、铝、铝箔、银箔、金箔、金属箔、木材、混凝土和钢。此外，在图5中所示实施方案中，电极2805(显示为Pt/FTO)是阴极，并且电极2820是阳极。和图4中描述的实例太阳能电芯一样，太阳辐射穿过基材层2825和电极2820进入活性层中，在其上至少一部分太阳辐射被吸收从而产生一个或多个激子以能够产生电。
可采用与相对如在图1中程式化描述的DSSC而言的上述基本上类似的方式来构造根据一些实施方案的固态DSSC。在图5中所示实施方案中，p-型活性材料2810对应于图1的电解质1503；n-型活性材料2815对应于图1的染料1504和ML 1505两者；电极2805和2820分别对应于图1的电极层1502和1506；和基材层2801和2825分别对应于基材层1501和1507。
本公开内容的各种实施方案在太阳能电芯和其它器件的各个方面提供改进的材料和/或设计，其中尤其包括活性材料(包括空穴传输和/或电子传输层)、界面层和整体器件设计。
界面层
在一些实施方案中，本公开内容在PV内提供一种或多种界面层的有利材料和设计，包括薄涂层IFL。可在根据本文讨论的各种实施方案的PV的一个或多个IFL中采用薄涂层IFL。
根据各种实施方案，器件可任选地包括在任何两个其它层和/或材料之间的界面层，尽管器件不需要含有任何界面层。例如，钙钛矿材料器件可含有零个、一个、两个、三个、四个、五个、或更多个界面层(例如图9的实例器件，其含有五个界面层3903、3905、3907、3909和3911)。界面层可包括用于在两层或材料之间增强电荷传输和/或收集的任何合适的材料；一旦电荷传输离开与界面层相邻的一种材料，界面层还可帮助防止或减小电荷再结合的可能性。界面层可额外地物理和电学地使它的基材均匀化以产生在基材粗糙度、介电常数、粘附性、产生或抑制缺陷(例如电荷陷阱、表面状态)方面的变化。合适的界面材料可包括以下任何一种或多种：Ag、Al、Au、B、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、H、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Ni、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Ti、V、W、Y、Zn、Zr，任一前述金属的碳化物(例如SiC、Fe3C、WC)，任一前述金属的硅化物(例如Mg2Si、SrSi2、Sn2Si)，任一前述金属的氧化物(例如氧化铝、氧化硅、氧化钛、SnO2、ZnO)，任一前述金属的硫化物(例如CdS、MoS2、SnS2)，任一前述金属的氮化物(例如Mg3N2、TiN、BN、Si3N4)，任一前述金属的硒化物(例如CdSe、FeS2、ZnSe)，任一前述金属的碲化物(例如CdTe、TiTe2、ZnTe)，任一前述金属的磷化物(例如InP、GaP)，任一前述金属的砷化物(例如CoAs3、GaAs、InGaAs、NiAs)，任一前述金属的锑化物(例如AlSb、GaSb、InSb)，任一前述金属的卤化物(例如CuCl、CuI、BiI3)，任一前述金属的拟卤化物(例如CuSCN、AuCN)，任一前述金属的碳酸盐(例如CaCO3、Ce2(CO3)3)，官能化或未官能化的烷基甲硅烷基基团，石墨，石墨烯，富勒烯，碳纳米管，本文其它地方讨论的任何介孔材料和/或界面材料，和它们的组合(在一些实施方案中，包括两层、三层或更多层组合材料)。在一些实施方案中，界面层可包括钙钛矿材料。此外，界面层可包含本文提到的任何界面材料的经掺杂的实施方案(例如Y-掺杂的ZnO、N-掺杂的单壁碳纳米管)。界面层还可包含具有三种上述材料的化合物(例如CuTiO3、Zn2SnO4)或具有四种上述材料的化合物(例如CoNiZnO)。
首先，如之前指出，一个或多个IFL(例如图4中所示的IFL 2626和2627任一或两者)可包含本公开内容的光活性有机化合物作为自组装单层(SAM)或作为薄膜。当本公开内容的光活性有机化合物被应用为SAM时，它可包含结合基团，通过该结合基团其可共价地或以其它方式结合至阳极和阴极中的任一个或两个的表面。一些实施方案的结合基团可包含以下任何一种或多种：COOH、SiX3(其中X可为适合于形成三元硅化合物例如Si(OR)3和SiCl3的任何部分)、SO3、PO4H、OH、CH2X(其中X可包含17族卤素)和O。结合基团可共价地或以其它方式结合至吸电子部分、电子供体部分和/或核部分。结合基团可采用一种方式连接至电极表面，从而形成单分子(或在一些实施方案中多分子)在厚度上定向的有组织的层(例如其中将多种光活性有机化合物结合至阳极和/或阴极)。如指出的，SAM可通过共价相互作用连接，但是在一些实施方案中它可通过离子、氢键和/或色散力(即范德华力)相互作用连接。此外，在某些实施方案中，在光暴露时，SAM可进入两性离子激发状态，由此产生高度极化的IFL，其可将电荷载流子从活性层引导至电极(例如阳极或阴极)中。在一些实施方案中，通过使活性层的横截面电极化并因此提高朝向它们各自电极(例如空穴至阳极，电子至阴极)的电荷-载流子漂移速度来实现这种增强的电荷-载流子注入。一些实施方案的用于阳极应用的分子可包含可调化合物，该化合物包括结合至核部分的主要电子供体部分，该核部分进而结合至吸电子部分，该吸电子部分进而结合至结合基团。在根据一些实施方案的阴极应用中，IFL分子可包含可调化合物，该化合物包含结合至核部分的贫电子部分，该核部分进而结合至电子供体部分，该电子供体部分进而结合至结合基团。当采用光活性有机化合物作为根据这样的实施方案的IFL时，其可保持光活性特性，虽然在一些实施方案中其不需要为光活性的。
除了光活性有机化合物SAM IFL之外或替代光活性有机化合物SAM IFL，根据一些实施方案的PV可包括涂覆至这样的实施方案的至少一部分第一或第二活性材料(例如图5中所示第一或第二活性材料2810或2815)上的薄界面层(“薄涂层界面层”或“薄涂层IFL”)。并进而至少一部分薄涂层IFL可涂覆有染料。薄涂层IFL可为n-或p-型；在一些实施方案中，它可与底层材料(例如TiO2或其它介孔材料例如第二活性材料2815的TiO2)具有相同类型。第二活性材料可包含用薄涂层IFL涂覆的TiO2，该薄涂层IFL包含氧化铝(例如Al2O3)(图5中未示出)，其进而涂覆有染料。本文提到TiO2和/或氧化钛不意图限制在本文描述的这样的钛氧化物中的钛和氧化物的比。即，氧化钛化合物可包含处于它的各种氧化态中任何一种或多种的钛(例如钛I、钛II、钛III、钛IV)，并因此各种实施方案可包括化学计量和/或非化学计量量的钛和氧化物。因此，各种实施方案可包括(替代TiO2或除TiO2之外)TixOy，其中x可为在1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，x可在大约0.5和3之间。同样，y可在大约1.5和4之间(并且再一次不需要是整数)。因此，一些实施方案可包括例如TiO2和/或Ti2O3。另外，在一些实施方案中，在钛和氧化物之间无论什么比例或比例组合的氧化钛可具有任何一种或多种晶体结构，包括锐钛矿、金红石和无定形中的任何一种或多种。
在一些实施方案的薄涂层IFL中使用的其它实例金属氧化物可包括半导金属氧化物例如NiO、WO3、V2O5或MoO3。可例如使用前体材料例如Al(NO3)3·xH2O或适合于沉积Al2O3至TiO2上的任何其它材料，然后热退火和染料涂覆来形成其中第二(例如n-型)活性材料包含TiO2的实施方案，该TiO2涂覆有包含Al2O3的薄涂层IFL。在其中替代使用MoO3涂层的实例实施方案中，可使用前体材料例如Na2Mo4·2H2O形成涂层；然而可使用前体材料例如NaVO3形成根据一些实施方案的V2O5涂层；并且可使用前体材料例如NaWO4·H2O形成根据一些实施方案的WO3涂层。前体材料(例如Al(NO3)3·xH2O)的浓度可影响沉积在TiO2或其它活性材料上的最终膜厚度(这里为Al2O3的)。因此，修改前体材料的浓度可为可由此控制最终膜厚度的方法。例如，较大的膜厚度可由较大的前体材料浓度产生。较大的膜厚度可不必然导致包含金属氧化物涂层的PV器件中较大的PCE。因此，一些实施方案的方法可包括使用具有大约0.5至10.0mN范围内浓度的前体材料涂覆TiO2(或其它介孔)层；其它实施方案可包括使用具有大约2.0至6.0mM范围内浓度的前体材料涂覆该层；或者在其它实施方案中大约2.5至5.5mM。
此外，虽然本文称作Al2O3和/或氧化铝，应指出可在形成氧化铝时使用铝和氧的各种比。因此，虽然参考Al2O3描述本文讨论的一些实施方案，但是这样的描述不意图限定氧中铝的期望比例。相反，实施方案可包括任何一种或多种铝氧化物化合物，每种具有根据AlxOy的铝氧化物比，其中x可为在大约1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，x可在大约1和3之间(并且再一次不需要是整数)。同样，y可为在0.1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，y可在2和4之间(并且再一次不需要是整数)。另外，可在各种实施方案中存在AlxOy的各种结晶形式，例如α、γ和/或无定形形式的氧化铝。
同样，虽然本文称作MoO3、WO3和V2O5，但是这样的化合物可替代或另外分别表示为MoxOy、WxOy和VxOy。关于MoxOy和WxOy中每个，x可为在大约0.5和100之间的任何值、整数或非整数；在一些实施方案中，它可在大约0.5和1.5之间。同样，y可为在大约1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，y可为在大约1和4之间的任何值。关于VxOy，x可为在大约0.5和100之间的任何值、整数或非整数；在一些实施方案中，它可在大约0.5和1.5之间。同样，y可为在大约1和100之间的任何值、整数或非整数；在某些实施方案中，它可为在大约1和10之间的整数或非整数值。
类似地，在本文一些说明性实施方案中提到CsSnI3不意图限制根据各种实施方案的铯-锡-碘化合物中的组分元素的比。一些实施方案可包括化学计量和/或非化学计量量的锡和碘化物，并因此这样的实施方案可替代或另外包括各种比的铯、锡和碘，例如每种具有CsxSnyIz比的任何一种或多种铯-锡-碘化合物。在这样的实施方案中，x可为在0.1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，x可在大约0.5和1.5之间(并且再一次不需要是整数)。同样，y可为在0.1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，y可在大约0.5和1.5之间(并且再一次不需要是整数)。同样，z可为在0.1和100之间的任何值、整数或非整数。在一些实施方案中，z可在大约2.5和3.5之间。额外地可使用其它材料例如SnF2以范围从0.1:1至100:1(包括之间的所有值(整数和非整数))的CsSnI3:SnF2比掺杂或配混CsSnI3。
另外，薄涂层IFL可包含双层。因此，回到其中薄涂层IFL包含金属氧化物(例如氧化铝)的实例，薄涂层IFL可包含TiO2和金属氧化物。这样的薄涂层IFL可与仅介孔TiO2或其它活性材料相比具有更强的能力来抵抗电荷再结合。此外，根据本公开内容的一些实施方案，在形成TiO2层中，二次TiO2涂层经常是必要的以便提供TiO2颗粒的充足的物理相互联接。将双层薄涂层IFL涂覆至介孔TiO2(或其它介孔活性材料)上可包括使用包含金属氧化物和TiCl4的化合物的涂层组合，从而导致包含金属氧化物和二次TiO2涂层的组合的双层薄涂层IFL，其可提供相比单独使用任一材料的性能改进。
在一些实施方案中，IFL可包含钛酸盐。根据一些实施方案的钛酸盐可具有通式M’TiO3，其中：M’包含任何2+阳离子。在一些实施方案中，M’可包含Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Pd、Pt、Sn或Pb的阳离子形式。在一些实施方案中，IFL可包含单一钛酸盐物质，其在其它实施方案中，IFL可包含两种或更多种不同的钛酸盐物质。在一种实施方案中，钛酸盐具有化学式SrTiO3。在另一种实施方案中，钛酸盐可具有化学式BaTiO3。在又一种实施方案中，钛酸盐可具有化学式CaTiO3。
通过解释的方式，并且没有暗示任何限制，钛酸盐具有钙钛矿结晶结构并强烈地活化(seed)钙钛矿材料(例如MAPbI3、FAPbI3)生长转化过程。钛酸盐通常还满足其它IFL要求，例如铁电性行为、充足的电荷载流子移动性、光学透明性、匹配的能级和高介电常数。
在其它实施方案中，IFL可包含锆酸盐。根据一些实施方案的锆酸盐可具有通式M’ZrO3，其中：M’包含任何2+阳离子。在一些实施方案中，M’可包含Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Pd、Pt、Sn或Pb的阳离子形式。在一些实施方案中，IFL可包含单一锆酸盐物质，其在其它实施方案中，IFL可包含两种或更多种不同的锆酸盐物质。在一种实施方案中，锆酸盐具有化学式SrZrO3。在另一种实施方案中，锆酸盐可具有化学式BaZrO3。在又一种实施方案中，锆酸盐可具有化学式CaZrO3。
通过解释的方式，并且没有暗示任何限制，锆酸盐具有钙钛矿结晶结构并强烈地活化钙钛矿材料(例如MAPbI3、FAPbI3)生长转化过程。锆酸盐通常还满足其它IFL要求，例如铁电性行为、充足的电荷载流子移动性、光学透明性、匹配的能级和高介电常数。
此外，在其它实施方案中，IFL可包含采用通式M’[Zr x Ti 1-x]O 3中的锆酸盐和钛酸盐的组合，其中X大于0但小于1，并且M'包含任何2+阳离子。在一些实施方案中，M’可包含Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Pd、Pt、Sn或Pb的阳离子形式。在一些实施方案中，IFL可包含单一锆酸盐物质，其在其它实施方案中，IFL可包含两种或更多种不同的锆酸盐物质。在一种实施方案中，锆酸盐/钛酸盐组合具有化学式Pb[Zr x Ti 1-x]O 3。在另一种实施方案中，锆酸盐/钛酸盐组合具有化学式Pb[Zr 0.52 Ti 0.48]O 3。
通过解释的方式，并且没有暗示任何限制，锆酸盐/钛酸盐组合具有钙钛矿结晶结构并强烈地活化钙钛矿材料(例如MAPbI3、FAPbI3)生长转化过程。锆酸盐/钛酸盐组合通常还满足其它IFL要求，例如铁电性行为、充足的电荷载流子移动性、光学透明性、匹配的能级和高介电常数。
在其它实施方案中，IFL可包含铌酸盐。根据一些实施方案的铌酸盐可具有通式M’NiO3，其中：M’包含任何1+阳离子。在一些实施方案中，M’可包含Li、Na、K、Rb、Cs、Cu、Ag、Au、Tl、铵或H的阳离子形式。在一些实施方案中，IFL可包含单一铌酸盐物质，其在其它实施方案中，IFL可包含两种或更多种不同的铌酸盐物质。在一种实施方案中，铌酸盐具有化学式LiNbO3。在另一种实施方案中，铌酸盐可具有化学式NaNbO3。在又一种实施方案中，铌酸盐可具有化学式AgNbO3。
通过解释的方式，并且没有暗示任何限制，铌酸盐通常满足IFL要求，例如压电性行为、非线性光学极化性、光弹性、铁电性行为、Pockels效应、充足的电荷载流子移动性、光学透明性、匹配的能级和高介电常数。
在一种实施方案中，可通过将PbI2浇注至SrTiO3-涂覆的ITO基材上来制造钙钛矿材料器件。可通过浸渍工艺将PbI2转化为MAPbI3。以下更详细地描述了这种工艺。与不使用SrTiO3的基材制备相比，这种PbI2至MAPbI3产生的转化更完整(如通过光学光谱法观察的)。
本文讨论的任何界面材料可进一步包含掺杂的组合物。为了改变界面材料的特性(例如电学、光学、机械)，可使用一种或多种元素(例如Na、Y、Mg、N、P)以范围从少至1ppb至50mol％的量掺杂化学计量或非化学计量的材料。界面材料的一些实例包括：NiO、TiO2、SrTiO3、Al2O3、ZrO2、WO3、V2O5、MO3、ZnO、石墨烯和炭黑。对于这些界面材料而言可能的掺杂剂的实例包括：Li、Na、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Nb、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Sn、In、B、N、P、C、S、As、卤化物、拟卤化物(例如氰化物、氰酸盐、异氰酸盐、雷酸盐、硫氰酸盐、异硫氰酸盐、叠氮化物、四羰基钴酸盐、氨基甲酰基二氰基甲烷化物(carbamoyldicyanomethanide)、二氰基亚硝基甲烷化物(dicyanonitrosomethanide)、二氰胺和三氰基甲烷化物(tricyanomethanide))和处于其任何氧化态的Al。本文提到掺杂的界面材料不意图限制在界面材料化合物中组分元素的比。
在一些实施方案中，可在包含液体电解质的DSSC中采用之前讨论的薄涂层IFL和将它们涂覆至TiO2上的方法。因此，回到薄涂层IFL的实例并且回头参考图1作为实例，图1的DSSC可进一步包含如以上所述的涂覆至介孔层1505上的薄涂层IFL(即将薄涂层IFL插入介孔层1505和染料1504之间)。
在一些实施方案中，可在半导体器件例如PV(例如混合PV或其它PV)、场效应晶体管、发光二极管、非线性光学器件、忆阻器、电容器、整流器、整流天线等的任何界面层中使用在DSSC的上下文中之前讨论的薄涂层IFL。此外，可在任何与本公开内容中讨论的其它化合物组合的各种器件中采用一些实施方案的薄涂层IFL，包括但不限于本公开内容以下各种实施方案中的任何一种或多种：固体空穴传输材料例如活性材料和添加剂(例如在一些实施方案中鹅脱氧胆酸或1,8-二碘辛烷)。
在一些实施方案中，可彼此相邻地布置由不同材料制成的多个IFL以形成复合IFL。这种布局可包括两种不同的IFL、三种不同的IFL或甚至更多数量的不同的IFL。可代替单一材料IFL使用所得的多层IFL或复合IFL。例如，复合IFL可在电芯2610中用作IFL 2626和/或用作IFL 2627，在图4的实例中所示。虽然复合IFL不同于单一材料IFL，但是具有多层IFL的钙钛矿材料PV电芯的组件与仅具有单一材料IFL的钙钛矿材料PV电芯的组件没有本质不同。
大体上，可使用本文讨论适合于作为IFL的任何材料制备复合IFL。在一种实施方案中，IFL包含Al2O3层和ZnO或M:ZnO(掺杂的ZnO，例如Be:ZnO、Mg:ZnO、Ca:ZnO、Sr:ZnO、Ba:ZnO、Sc:ZnO、Y:ZnO、Nb:ZnO)层。在一种实施方案中，IFL包含ZrO2层和ZnO或M:ZnO层。在某些实施方案中，IFL包含多个层。在一些实施方案中，多层IFL通常具有导体层、介电层和半导体层。在特定实施方案中，层可重复，例如导体层、介电层、半导体层、介电层和半导体层。多层IFL的实例包括具有ITO层、Al2O3层、ZnO层和第二Al2O3层的IFL，具有ITO层、Al2O3层、ZnO层、第二Al2O3层和第二ZnO层的IFL，具有ITO层、Al2O3层、ZnO层、第二Al2O3层、第二ZnO层和第三Al2O3层的IFL，和具有实现期望的性能特性所必要的多层的IFL。如之前讨论的，提到某一化学计量比不意图限制根据各种实施方案的IFL层中组分元素的比。
在钙钛矿材料PV电芯中布置两个或更多个相邻的IFL作为复合IFL胜过单个IFL，在钙钛矿材料PV电芯中可在单个IFL中利用来自每种IFL材料的属性。例如，在具有ITO层、Al2O3层和ZnO层的架构中，其中ITO是导电电极、Al2O3是介电材料和ZnO是n-型半导体，ZnO充当具有良好性能的电子传输性质(例如移动性)的电子受体。另外，Al2O3是物理耐用的(robust)材料，其很好地附着于ITO，通过覆盖表面缺陷(例如电荷陷阱)使表面均匀化并且通过抑制暗电流来改进器件二极管特性。
钙钛矿材料
可将钙钛矿材料包括在PV或其它器件的一个或多个方面中。根据一些实施方案的钙钛矿材料可具有通式CwMyXz，其中：C包含一种或多种阳离子(例如胺、铵、1族金属、2族金属和/或其它阳离子或类阳离子化合物)；M包含一种或多种金属(实例包括Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Tl、In、Sb、Sn、Pb、Bi、Ga、Ge、Ti和Zn)；X包含一种或多种阴离子；和w、y和z表示在1和20之间的实数。在一些实施方案中，C可包括一种或多种有机阳离子。在一些实施方案中，每种有机阳离子C可大于每种金属M，并且每种阴离子X可能够与阳离子C和金属M两者结合。在特定实施方案中，钙钛矿材料可具有化学式CMX3。
在某些实施方案中，C可包括铵、具有通式[NR4]+的有机阳离子，其中R基团可为相同或不同的基团。合适的R基团包括但不限于：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基基团或它们的异构体；任何烷烃、烯烃或炔烃CxHy，其中x＝1-20，y＝1-42，环状、支化或直链；烷基卤化物，CxHyXz，x＝1-20，y＝0-42，z＝1-42，X＝F、Cl、Br或I；任何芳族基团(例如苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、吡啶、萘)；在环中含有至少一个氮的环状配合物(例如吡啶、吡咯、吡咯烷、哌啶、四氢喹啉)；任何含硫基团(例如亚砜、硫醇、烷基硫)；任何含氮基团(硝基氧、胺)；任何含磷基团(磷酸盐)；任何含硼基团(例如硼酸)；任何有机酸(例如乙酸、丙酸)；和它们的酯或酰胺衍生物；任何氨基酸(例如甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、5-铵戊酸)，其包括α、β、γ和更大的衍生物；任何含硅基团(例如有机硅)；和任何烷氧基或基团-OCxHy，其中x＝0-20，y＝1-42。
在某些实施方案中，C可包括甲脒(formamidinium)、具有通式[R2NCRNR2]+的有机阳离子，其中R基团可为相同或不同的基团。合适的R基团包括但不限于：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基基团或它们的异构体；任何烷烃、烯烃或炔烃CxHy，其中x＝1-20，y＝1-42，环状、支化或直链；烷基卤化物，CxHyXz，x＝1-20，y＝0-42，z＝1-42，X＝F、Cl、Br或I；任何芳族基团(例如苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、吡啶、萘)；在环中含有至少一个氮的环状配合物(例如咪唑、苯并咪唑、二氢嘧啶、(吡咯烷亚基甲基(azolidinylidenemethyl))吡咯烷、三唑)；任何含硫基团(例如亚砜、硫醇、烷基硫)；任何含氮基团(硝基氧、胺)；任何含磷基团(磷酸盐)；任何含硼基团(例如硼酸)；任何有机酸(乙酸、丙酸)和它们的酯或酰胺衍生物；任何氨基酸(例如甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、5-铵戊酸)，其包括α、β、γ和更大的衍生物；任何含硅基团(例如有机硅)；和任何烷氧基或基团-OCxHy，其中x＝0-20，y＝1-42。
化学式1说明如以上所述具有通式[R2NCRNR2]+的甲脒阳离子的结构。化学式2说明在钙钛矿材料中可充当阳离子“C”的若干甲脒阳离子的结构实例。
在某些实施方案中，C可包括胍基，具有通式[(R2N)2C＝NR2]+的有机阳离子，其中R基团可为相同或不同的基团。合适的R基团包括但不限于：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基基团或它们的异构体；任何烷烃、烯烃或炔烃CxHy，其中x＝1-20，y＝1-42，环状、支化或直链；烷基卤化物，CxHyXz，x＝1-20，y＝0-42，z＝1-42，X＝F、Cl、Br或I；任何芳族基团(例如苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、吡啶、萘)；在环中含有至少一个氮的环状配合物(例如八氢嘧啶并[1,2-a]嘧啶、嘧啶并[1,2-a]嘧啶、六氢咪唑并[1,2-a]咪唑、六氢嘧啶-2-亚胺)；任何含硫基团(例如亚砜、硫醇、烷基硫)；任何含氮基团(硝基氧、胺)；任何含磷基团(磷酸盐)；任何含硼基团(例如硼酸)；任何有机酸(乙酸、丙酸)和它们的酯或酰胺衍生物；任何氨基酸(例如甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、5-铵戊酸)，其包括α、β、γ和更大的衍生物；任何含硅基团(例如有机硅)；和任何烷氧基或基团-OCxHy，其中x＝0-20，y＝1-42。
化学式3说明如以上所述具有通式[(R2N)2C＝NR2]+的胍基阳离子的结构。化学式4说明在钙钛矿材料中可充当阳离子“C”的若干胍基阳离子的结构实例。
在某些实施方案中，C可包括乙烯四胺阳离子，具有通式[(R2N)2C＝C(NR2)2]+的有机阳离子，其中R基团可为相同或不同的基团。合适的R基团包括但不限于：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基基团或它们的异构体；任何烷烃、烯烃或炔烃CxHy，其中x＝1-20，y＝1-42，环状、支化或直链；烷基卤化物，CxHyXz，x＝1-20，y＝0-42，z＝1-42，X＝F、Cl、Br或I；任何芳族基团(例如苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、吡啶、萘)；在环中含有至少一个氮的环状配合物(例如2-六氢嘧啶-2-亚基六氢嘧啶(2-hexahydropyrimidin-2-ylidenehexahydropyrimidine)、八氢吡嗪并[2,3-b]吡嗪、吡嗪并[2,3-b]吡嗪、喹喔啉并[2,3-b]喹喔啉)；任何含硫基团(例如亚砜、硫醇、烷基硫)；任何含氮基团(硝基氧、胺)；任何含磷基团(磷酸盐)；任何含硼基团(例如硼酸)；任何有机酸(乙酸、丙酸)和它们的酯或酰胺衍生物；任何氨基酸(例如甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、5-铵戊酸)，其包括α、β、γ和更大的衍生物；任何含硅基团(例如有机硅)；和任何烷氧基或基团-OCxHy，其中x＝0-20，y＝1-42。
化学式5说明如以上所述具有通式[(R2N)2C＝C(NR2)2]+的乙烯四胺阳离子的结构。化学式6说明在钙钛矿材料中可充当阳离子“C”的若干乙烯四胺离子的结构实例。
在某些实施方案中，C可包括咪唑盐阳离子、具有通式[CRNRCRNRCR]+的芳香族环状有机阳离子，其中R基团可为相同或不同的基团。合适的R基团可包括但不限于：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基基团或它们的异构体；任何烷烃、烯烃或炔烃CxHy，其中x＝1-20，y＝1-42，环状、支化或直链；烷基卤化物，CxHyXz，x＝1-20，y＝0-42，z＝1-42，X＝F、Cl、Br或I；任何芳族基团(例如苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、吡啶、萘)；在环中含有至少一个氮的环状配合物(例如2-六氢嘧啶-2-亚基六氢嘧啶、八氢吡嗪并[2,3-b]吡嗪、吡嗪并[2,3-b]吡嗪、喹喔啉并[2,3-b]喹喔啉)；任何含硫基团(例如亚砜、硫醇、烷基硫)；任何含氮基团(硝基氧、胺)；任何含磷基团(磷酸盐)；任何含硼基团(例如硼酸)；任何有机酸(乙酸、丙酸)和它们的酯或酰胺衍生物；任何氨基酸(例如甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、5-铵戊酸)，其包括α、β、γ和更大的衍生物；任何含硅基团(例如有机硅)；和任何烷氧基或基团-OCxHy，其中x＝0-20，y＝1-42。
在一些实施方案中，X可包括一种或多种卤化物。在某些实施方案中，X可替代或另外包括16族阴离子。在某些实施方案中，16族阴离子可为氧化物、硫化物、硒化物或碲化物。在某些实施方案中，X可替代或另外包括一种或多种拟卤化物(例如氰化物、氰酸盐、异氰酸盐、雷酸盐、硫氰酸盐、异硫氰酸盐、叠氮化物、四羰基钴酸盐、氨基甲酰基二氰基甲烷化物、二氰基亚硝基甲烷化物、二氰胺和三氰基甲烷化物)。
在一种实施方案中，钙钛矿材料可包含经验式CMX3，其中：C包含一种或多种前述阳离子、1族金属、2族金属和/或其它阳离子或类阳离子化合物；M包含一种或多种金属(实例包括Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Sb、Sn、Pb、Bi、Ga、Ge、Ti、Tl和Zn)；和X包含一种或多种前述阴离子。
在一种实施方案中，钙钛矿材料可包含经验式C3M2X9，其中：C包含一种或多种前述阳离子、1族金属、2族金属和/或其它阳离子或类阳离子化合物；M包含一种或多种金属(实例包括Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Sb、Sn、Pb、Bi、Ga、Ge、Ti、Tl和Zn)；和X包含一种或多种前述阴离子。
在一种实施方案中，钙钛矿材料可包含经验式CM2X7，其中：C包含一种或多种前述阳离子、1族金属、2族金属和/或其它阳离子或类阳离子化合物；M包含一种或多种金属(实例包括Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Sb、Sn、Pb、Bi、Ga、Ge、Ti、Tl和Zn)；和X包含一种或多种前述阴离子。
在一种实施方案中，钙钛矿材料可包含经验式C2MX4，其中：C包含一种或多种前述阳离子、1族金属、2族金属和/或其它阳离子或类阳离子化合物；M包含一种或多种金属(实例包括Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Sb、Sn、Pb、Bi、Ga、Ge、Ti、Tl和Zn)；和X包含一种或多种前述阴离子。
钙钛矿材料还可包含混合的离子制剂，其中C、M或X包含两种或更多种物质，例如Cs0.1FA0.9PbI3、FAPb0.5Sn0.5I3、FA0.83Cs0.17Pb(I0.6Br0.4)3、FA0.83Cs0.12Rb0.05Pb(I0.6Br0.4)3和FA0.85MA0.15Pb(I0.85Br0.15)3。
根据各种实施方案的钙钛矿材料的实例包括CsSnI3(本文之前讨论的)和CsxSnyIz(其中x、y和z按照之前讨论变化)。其它实例包括具有通式CsSnX3的化合物，其中X可为以下任何一种或多种：I3、I2.95F0.05、I2Cl、ICl2和Cl3。在其它实施方案中，X可包含任何一种或多种的I、Cl、F和Br，其量使得X与Cs和Sn相比的总比率产生CsSnX3的通常化学计量。在一些实施方案中，构成X的元素的组合化学计量可按照与相对CsxSnyIz而言之前讨论的Iz相同的规则。还有其它实例包括具有通式RNH3PbX3的化合物，其中R可为CnH2n+1，n范围从0-10，并且X可包括任何一种或多种的F、Cl、Br和I，其量使得X与阳离子RNH3和金属Pb相比的总比率产生RNH3PbX3的通常化学计量。此外，R的一些具体实例包括H、烷基链(例如CH3、CH3CH2、CH3CH2CH2依此类推)和氨基酸(例如甘氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸、5-铵戊酸)，其包括α、β、γ和更大的衍生物。
其它范例电子器件
根据一些实施方案的另一种实例器件为单片(monolithic)薄膜PV和电池器件或混合PV电池。
根据本公开内容一些实施方案的混合PV电池可通常包括PV电芯和共享共用电极并串联或并联电连接的电池部分。例如，可参考图6(其为范例混合PV电池中部件的程式化图)描述一些实施方案的混合PV电池，并包括：封装剂3601；至少三个电极3602、3604和3606，其中至少一个为器件的PV部分和器件的电池部分共享的共用电极(这里为3604)；PV活性层3603；电池活性层3605；和基材3607。在这样的实例实施方案中，器件的PV电芯可包含一个电极3602(其可在一些实施方案中称作PV电极)和PV活性层3603，而器件的电池可包含另一个非共享的电极3606(其可在一些实施方案中称作电池电极)和电池活性层3605。这样的实施方案的PV电芯和电池部分共享共用电极3604。在一些实施方案中，混合PV电池可为单层的，即印刷在单个基材上。在这样的实施方案中，PV电芯和电池部分都应为薄膜型器件。在一些实施方案中，可通过高产量技术例如喷墨、模缝、凹版和压印卷对卷印刷能够印刷PV电芯和电池两者。
一些实施方案的PV电芯可包括DSSC、BHJ、混合PV、或本领域已知的任何其它PV例如碲化镉(CdTe)PV或CIGS(铜-铟-镓-硒化物)PV。例如，在混合PV电池的PV电芯包含DSSC的实施方案中，可通过在图1的范例液体电解质DSSC和图6的范例混合PV电池的PV电芯之间的比较来描述PV电芯。具体地，PV电极3602可对应于电极层1502，PV活性层3603可对应于电解质1503、染料1504和ML 1505，且共用电极3604可对应于电极层1506。任何其它PV可类似地对应于混合PV电池的一些实施方案中的PV电芯部件，这对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员将是可见的。此外，和本文讨论的PV器件一样，在该器件的PV电芯内的PV活性层可在一些实施方案中包含以下任何一种或多种：界面层、和第一和/或第二活性材料(其每个可为n-型或p-型半导性的，并且其任一或两者可包括根据本文讨论的各种实施方案的金属-氧化物界面层)。
可根据本领域已知的电池(例如锂离子或锌空气)构成这样的器件的电池部分。在一些实施方案中，电池可为薄膜电池。
因此，例如根据一些实施方案的混合PV电池可包括与锌-空气电池集成的DSSC。按照本公开内容的一些实施方案，两种器件都是薄膜类型并且能够通过高产量技术例如喷墨卷对卷印刷来印刷。在这个实例中，首先将锌-空气电池印刷在包括对电极的基材(对应于基材3607)上。随后将光活性层(对应于PV活性层3603)印刷在电极3604上时，电池对电极则变为共用电极(对应于共用电极3604)。该器件包括最终电极(对应于PV电极3602)并且封装在封装剂(对应于封装剂3601)中。封装剂可包含环氧树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚对二甲苯C或任何其它适于保护器件不受环境影响的材料。
在一些实施方案中，混合PV电池相对已知的电池或PV器件可提供若干优势。在混合PV电池是单片的实施方案中，由于缺少连线其可表现出提高的耐久性。将两种另外单独的器件组合成一个(PV和电池)与使用单独的PV充电单独的电池相比进一步可有利地减小总尺寸和重量。在混合PV电池包含薄膜型PV电芯和电池部分的实施方案中，薄型PV电芯可有利地能够与电池一起被在线印刷在电池工业已知的基材例如聚酰亚胺(例如Kapton或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))上。另外，在一些实施方案中，可使这样的混合PV电池的最终形状因数适合标准电池(例如用于在消费者电子产品中使用，例如纽扣、AAA、AA、C、D或其它；或用于在例如蜂窝电话中使用)的形状因数。在一些实施方案中，可通过从器件中取出然后放置在阳光下使电池充电。在其它实施方案中，可设计电池使得电池的PV电芯从器件面向外(例如电池未包括在该器件中)，使得可通过暴露于阳光来充电器件。例如，蜂窝电话可包含混合PV电池，其中电池的PV电芯朝向电话的外部(与将电池完全放置在电话的被覆盖部分内部相反)。
另外，本公开内容的一些实施方案可提供多光活性层PV电芯。这样的电芯可包括至少两个光活性层，通过共享的双侧导电(即导体/绝缘体/导体)基材将每个光活性层彼此分开。一些实施方案的光活性层和(一个或多个)共享的基材可夹在导电层(例如导电基材或结合或以其它方式连接至基材的导体)之间。在一些实施方案中，导体和/或基材中的任何一种或多种可对至少一些在UV、可见光或IR光谱内的电磁辐射是透明的。
每个光活性层可具有按照本文其它地方讨论的各种PV器件(例如DSSC、BHJ、混合)中任一种的(一个或多个)活性和/或光活性层的组成。在一些实施方案中，每个光活性层可能够吸收不同波长的电磁辐射。可通过任何合适的方式完成这样的布局，这对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员将是可见的。
可参考图7的程式化图描述根据一些实施方案的示例性多光活性层PV电芯，图7说明一些这样的PV电芯的基础结构。图7显示通过共享的双侧导电基材3710(例如图7显示导体/绝缘体/导体的一般性架构)分开的第一和第二光活性层(分别为3701和3705)。两个光活性层3701和3705和共享的基材3710夹在第一和第二导电基材3715和3720之间。在这个示例性装配中，按照类DSSC布局每个光活性层3701和3705包含染料。此外，第一光活性层3701的染料能够吸收处于可见EM光谱的第一部分的电磁辐射(例如入射的蓝光和绿光3750和3751)，而第二光活性层3705的染料能够吸收处于可见EM光谱的第二不同部分的电磁辐射(例如红光和黄光3755和3756)。应指出，虽然不是图7中所说明器件的情况，但是根据一些实施方案的器件可包括染料(或其它光活性层材料)，其能够吸收虽然不同但是重叠的波长范围内的辐射。在每个光活性层中激发时(例如通过入射太阳辐射)，空穴可从第一光活性层3701流动至第一导电基材3715，并且同样从第二光活性层3705流动至第二导电基材3720。可相应地发生从每个光活性层3701和3705至共享的导电基材3710的伴生电子传输。一个或多个电导体(例如图7中的导线3735)可提供空穴远离第一和第二导电基材3715和3720中每个进一步传输朝向电流的负方向3730(例如朝向阴极、电池负端子等)，而一个或多个导体(例如图7中的导线3745和3746)可携带电子远离共享的基材3710朝向电流的正方向3735。
在一些实施方案中，可连接或以其它方式电连接(例如串联)两个或更多个多光活性层PV电芯。例如，回头参考图7的示例性实施方案，传导电子远离第一和第二导电基材3715和3720中每个的线3735可进而连接至第二多光活性层PV电芯的双侧共享的导电基材(例如对应于图7的示例性PV电芯中共享的导电基材3710的共享的导电基材)。可如此串联连接任何数量的PV电芯。在一些实施方案中的末端效应基本上是多个并联的PV电芯对串联电连接(其中可将每个具有两个光活性层和一个共享的双侧导电基材的多光活性层PV电芯视为一对并联的PV电芯)。类似地，可将具有三个活性层和夹在每个光活性层之间的两个共享的双侧导电基材的多光活性层PV电芯等效视为三件一组的并联PV电芯，并且对于包含四个、五个和更多个光活性层的多光活性层PV电芯而言依此类推。
此外，可进一步将电连接的多光活性层PV电芯电连接至一个或多个电池以形成根据某些实施方案的混合PV电池。
在某些实施方案中，可采用类似于图8A中说明的形式进行两个或更多个多光活性层PV电芯(例如并联PV电芯对的两个或更多个单元的串联连接)的串联电连接，图8A描述在覆盖阳极3870和覆盖阴极3880之间四个多光活性层PV电芯3810、3820、3830和3840的串联电连接。PV电芯3810、3820、3830和3840具有共用的第一外基材3850，并且PV电芯3820和3830具有共用的第二外基材3851。另外，共用的共享基材3855在串联连接的长度上延伸，并且对于每个PV电芯而言对应于图8A中程式化的实施方案的共享基材3710。在图8A的实施方案中显示的多光活性层PV电芯3810、3820、3830和3840中每个包括两个光活性层(例如PV电芯3810中的光活性层3811和3812)和两个光电极(例如PV电芯3810中的光电极3815和3816)。根据这个和其它对应实施方案的光活性层可包括如本文以上公开的任何光活性和/或活性材料(例如第一活性材料、第二活性材料和/或一个或多个界面层)，并且光电极可包括适合作为本文讨论的电极的任何基材和/或导电材料。在一些实施方案中，光活性层和光电极的布置可在电芯间交替(例如用于建立串联电连接)。例如，如图8A中所示，根据以下在共享的外基材之间布置电芯3810：光电极-光活性层-共享基材-光活性层-光电极，而电芯3820表现出其中相对于相邻的电芯3810交换光电极和光活性层的布置，并且电芯3830同样表现出其中相对于相邻的电芯3820交换光电极和光活性层的布置(并因此类似于电芯3810布置)。图8A额外显示连接至每个共用基材3850、3851和3855部分的多个透明导体(3801、3802、3803、3804、3805、3806、3807和3808)从而能够电连接PV电芯3810、3820、3830和3840。另外，图8A显示按照一些实施方案PV电芯与电池(这里为Li-离子电池3860)的串联电连接。这样的连接可使PV电芯能够以与充电先前讨论的一些实施方案的混合PV电池的类似方式充电Li-离子电池。图8B是显示在图8A的器件中产生的电流的等效电路图。
复合钙钛矿材料器件设计
在一些实施方案中，本公开内容可提供包括一种或多种钙钛矿材料的PV和其它类似器件(例如电池、混合PV电池、FET、LED、非线性光学器件(NLO)、波导等)的复合设计。例如，一种或多种钙钛矿材料可充当一些实施方案的第一和第二活性材料中的任一或两者(例如图5的活性材料2810和2815)。更一般地说，本公开内容的一些实施方案提供具有包含一种或多种钙钛矿材料的活性层的PV或其它器件。在这样的实施方案中，可在各种架构的活性层中采用钙钛矿材料(即包括任何一种或多种钙钛矿材料的材料)。此外，钙钛矿材料可起到活性层的任何一个或多个部件的(一种或多种)作用(例如电荷传输材料、介孔材料、光活性材料和/或界面材料，其每种在以下更详细地讨论)。在一些实施方案中，相同的钙钛矿材料可起到多种这样的作用，虽然在其它实施方案中可在器件中包括多种钙钛矿材料，但是每种钙钛矿材料起到一种或多种这样的作用。在某些实施方案中，无论钙钛矿材料可起到什么作用，它可以各种状态制备和/或存在于器件中。例如，在一些实施方案中它可基本上为固体。在其它实施方案中，它可为溶液(例如钙钛矿材料可溶解在液体中并以它的单个离子亚物质存在于所述液体中)；或者它可为悬浮液(例如具有钙钛矿材料颗粒)。可在器件内涂覆或以其它方式沉积溶液或悬浮液(例如在器件的另一个部件例如介孔、界面、电荷传输、光活性或其它层上，和/或电极上)。在一些实施方案中可原位地在器件的另一个部件的表面上形成钙钛矿材料(例如通过气相沉积为薄膜固体)。可采用形成包含钙钛矿材料的固体或液体层的任何其它合适的方式。
大体上，钙钛矿材料器件可包括第一电极、第二电极和包含钙钛矿材料的活性层，活性层至少部分地设置在第一和第二电极之间。在一些实施方案中，第一电极可为阳极和阴极中的一者，并且第二电极可为阳极和阴极中的另一者。根据某些实施方案的活性层可包括任何一种或多种活性层组分，包括以下任何一种或多种：电荷传输材料、液体电解质、介孔材料、光活性材料(例如染料、硅、碲化镉、硫化镉、硒化镉、硒化铜铟镓、砷化镓、磷化锗铟、半导聚合物、其它光活性材料)、和界面材料。这些活性层组分中的任何一种或多种可包括一种或多种钙钛矿材料。在一些实施方案中，可将活性层组分中的一些或全部整体或部分地布置在子层中。例如，活性层可包含以下任何一种或多种：包括界面材料的界面层，包括介孔材料的介孔层，和包括电荷传输材料的电荷传输层。在一些实施方案中，可在这些层中的任何一个或多个上涂覆或其以它方式设置光活性材料例如染料。在某些实施方案中，可使用液体电解质涂覆任何一个或多个层。此外，可在根据一些实施方案的活性层中的任何两个或更多个其它层之间和/或在层和涂层之间(例如在染料和介孔层之间)和/或在两个涂层之间(例如在液体电解质和染料之间)和/或在活性层组分和电极之间包括界面层。本文提到层可包括任一最终布置(例如在器件内可单独限定的每种材料的基本上不连续的部分)和/或提到层可意指在器件的构造过程中的布置，尽管在每层中可能随后相互混合(一种或多种)材料。在一些实施方案中层可为不连续的并且包含基本上相连的材料(例如层可如图1中文本说明的)。在其它实施方案中，层可为基本上相互混合的(如在例如BHJ、混合和一些DSSC电芯的情况下)，其实例通过图4中的光活性层2616内第一和第二活性材料2618和2620所示。在一些实施方案中，器件可包含这些两种层的混合物，还如由图4的器件所示，其除了包含第一和第二活性材料2618和2620的相互混合层的光活性层2616之外含有不连续的相连的层2627、2626和2622。在任何情况下，在某些实施方案中彼此邻近(和/或彼此相互混合地)设置任何两个或更多个无论什么种类的层，以这样的方式从而实现高接触表面积。在某些实施方案中，可与一个或多个其它层相邻设置包含钙钛矿材料的层从而实现高接触表面积(例如钙钛矿材料表现出低的电荷移动性的地方)。在其它实施方案中，高接触表面积可为不必要的(例如钙钛矿材料表现出高的电荷移动性的地方)。
根据一些实施方案的钙钛矿材料器件可任选地包括一个或多个基材。在一些实施方案中，可在基材上涂覆或以其它方式设置第一和第二电极中的任一或两者，使得电极基本上设置在基材和活性层之间。在各种实施方案中，器件的组成材料(例如，基材、电极、活性层和/或活性层组分)可整体或部分地为刚性或柔性的。在一些实施方案中，电极可充当基材，由此不需要单独的基材。
此外，根据某些实施方案的钙钛矿材料器件可任选地包括集光材料(例如在集光层中，例如在图2中表示的实例PV中描述的集光层1601)。另外，钙钛矿材料器件可包括任何一种或多种添加剂，例如相对于本公开内容的一些实施方案而言以上讨论的添加剂中任何一种或多种。
将部分参考图9描述可包括在钙钛矿材料器件中的各种材料中的一些。图9是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件3900的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件3900的各种部件，但是应理解图9是程式化图；因此，按照图9的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件3900包括第一和第二基材3901和3913。在第一基材3901的内表面上设置第一电极3902，并且在第二基材3913的内表面上设置第二电极3912。活性层3950夹在两个电极3902和3912之间。活性层3950包括介孔层3904，第一和第二光活性材料3906和3908，电荷传输层3910和若干界面层。此外图9说明根据其中通过界面层分开活性层3950的子层并且进一步其中在每个电极3902和3912上设置界面层的实施方案的实例器件3900。特别地，第二、第三和第四界面层3905、3907和3909分别设置在介孔层3904、第一光活性材料3906、第二光活性材料3908和电荷传输层3910中的每个之间。第一和第五界面层3903和3911分别设置在(i)第一电极3902和介孔层3904，和(ii)电荷传输层3910和第二电极3912之间。因此，图9中描述的实例器件的架构可表征为：基材-电极-活性层-电极-基材。活性层3950的架构可表征为：界面层-介孔层-界面层-光活性材料-界面层-光活性材料-界面层-电荷传输层-界面层。如之前指出，在一些实施方案中，界面层不需要存在；或者，可仅在活性层的某些而不是全部的组分和/或器件的部件之间包括一个或多个界面层。
基材例如第一和第二基材3901和3913中任一或两者可为柔性的或刚性的。如果包括两个基材，至少一个应对电磁(EM)辐射(例如UV、可见光或IR辐射)是透明或半透明的。如果包括一个基材，则它可类似地是透明或半透明的，尽管它不需要是，只要一部分器件允许EM辐射接触活性层3950。合适的基材材料包括以下任何一种或多种：玻璃、蓝宝石、氧化镁(MgO)、云母、聚合物(例如PEN、PET、PEG、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、PMMA、聚酰胺、Kapton等)、陶瓷、碳、复合材料(例如纤维玻璃、Kevlar、碳纤维)、织物(例如棉、尼龙、丝、毛)、木材、干式墙(drywall)、金属、钢、银、金、铝、镁、混凝土和它们的组合。
如之前指出，电极(例如图9的电极3902和3912中一者)可为阳极或阴极。在一些实施方案中，一个电极可充当阴极，并且另一个可充当阳极。可将电极3902和3912中的任一或两者连接至导线、线缆、线、或能够电荷传输至器件3900和/或从器件3900电荷传输的其它方式。电极可构成任何导电材料，并且至少一个电极应对EM辐射是透明的或半透明的，和/或以允许EM辐射接触至少一部分活性层3950的方式布置。合适的电极材料可包括以下任何一种或多种：氧化铟锡或锡掺杂的氧化铟(ITO)；氟掺杂的氧化锡(FTO)；氧化镉(CdO)；氧化锌铟锡(ZITO)；氧化铝锌(AZO)；铝(Al)；金(Au)；银(Ag)；钙(Ca)；铬(Cr)；镁(Mg)；钛(Ti)；钢；碳(及其同素异形体)；掺杂的碳(例如氮掺杂的)；芯-壳布局的纳米颗粒(例如硅-碳芯-壳结构)；和它们的组合。
介孔材料(例如在图9的介孔层3904中包括的材料)可包括任何含孔的材料。在一些实施方案中，孔可具有范围从约1至约100nm的直径；在其它实施方案中，孔直径可范围从约2至约50nm。合适的介孔材料包括以下任何一种或多种：本文其它地方讨论的任何界面材料和/或介孔材料；铝(Al)；铋(Bi)；铈(Ce)；铪(Hf)；铟(In)；钼(Mo)；铌(Nb)；镍(Ni)；硅(Si)；钛(Ti)；钒(V)；锌(Zn)；锆(Zr)；前述金属中任何一种或多种的氧化物(例如氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锌、氧化锆等)；前述金属中任何一种或多种的硫化物；前述金属中任何一种或多种的氮化物；和它们的组合。在一些实施方案中，由图9说明的器件可不包括介孔材料层。
光活性材料(例如图9的第一或第二光活性材料3906或3908)可包含任何光活性化合物，例如以下的任何一种或多种：硅(在一些情况下，单晶硅)、碲化镉、硫化镉、硒化镉、硒化铜铟镓、硒化铜铟、硫化铜锌锡、砷化镓、锗、磷化锗铟、磷化铟、一种或多种半导聚合物(例如聚噻吩(例如聚(3-己基噻吩)及其衍生物，或P3HT)、咔唑系共聚物例如聚十七烷基咔唑二噻吩基苯并噻二唑及其衍生物(例如PCDTBT)；其它共聚物例如聚环戊二噻吩-苯并噻二唑及其衍生物(例如PCPDTBT)、聚苯并二噻吩基-噻吩并噻吩二基及其衍生物(例如PTB6、PTB7、PTB7-th、PCE-10)；聚(三芳基胺)化合物及其衍生物(例如PTAA)；聚苯撑乙烯及其衍生物(例如MDMO-PPV、MEH-PPV)，和它们的组合。在某些实施方案中，光活性材料可替代或另外包含染料(例如N719、N3、其它钌系染料)。在一些实施方案中，可将染料(具有无论什么组成)涂覆至另一层(例如介孔层和/或界面层)上。在一些实施方案中，光活性材料可包括一种或多种钙钛矿材料。含有钙钛矿材料的光活性物质可具有固体形式，或者在一些实施方案中它可采取染料的形式，所述染料包括含有钙钛矿材料的悬浮液或溶液。可采用与其它染料类似的方式将这样的溶液或悬浮液涂覆至其它器件部件上。在一些实施方案中，可通过任何合适的方式(例如气相沉积、溶液沉积、固体材料的直接替代等)沉积含有固体钙钛矿的材料。根据各种实施方案的器件可包括一种、两种、三种或更多种光活性化合物(例如一种、两种、三种或更多种钙钛矿材料、染料或它们的组合)。在包括多种染料或其它光活性材料的某些实施方案中，两种或更多种的染料或其它光活性材料中每种可由一个或多个界面层分开。在一些实施方案中，可至少部分相互混合多种染料和/或光活性化合物。
电荷传输材料(例如图9中的电荷传输层3910的电荷传输材料)可包括固态电荷传输材料(即通俗地称为固态电解质)，或它可包括液体电解质和/或离子液体。液体电解质、离子液体和固态电荷传输材料中任一可称作电荷传输材料。如本文使用的，“电荷传输材料”是指能够收集电荷载流子和/或传输电荷载流子的任何材料、固体、液体或其它。例如，在根据一些实施方案的PV器件中，电荷传输材料可能够将电荷载流子传输至电极。电荷载流子可包括空穴(其传输可使电荷传输材料就像恰当标记的“空穴传输材料”)和电子。取决于电荷传输材料相对于在PV或其它器件中的阴极或阳极的位置，可将空穴传输至阳极，并且电子传输至阴极。根据一些实施方案的电荷传输材料的合适的实例可包括以下任何一种或多种：钙钛矿材料；I-/I3 -；Co配合物；聚噻吩(例如聚(3-己基噻吩)及其衍生物，或P3HT)、咔唑系共聚物例如聚十七烷基咔唑二噻吩基苯并噻二唑及其衍生物(例如PCDTBT)；其它共聚物例如聚环戊二噻吩-苯并噻二唑及其衍生物(例如PCPDTBT)、聚苯并二噻吩基-噻吩并噻吩二基及其衍生物(例如PTB6、PTB7、PTB7-th、PCE-10)；聚(三芳基胺)化合物及其衍生物(例如PTAA)；螺-OMeTAD；聚苯撑乙烯及其衍生物(例如MDMO-PPV、MEH-PPV)；富勒烯和/或富勒烯衍生物(例如C60、PCBM)；碳纳米管；石墨；石墨烯；炭黑；无定形碳；玻璃碳；碳纤维；和它们的组合。在某些实施方案中，电荷传输材料可包括能够收集电荷载流子(电子或空穴)和/或能够传输电荷载流子的任何材料、固体或液体。因此一些实施方案的电荷传输材料可为n-或p-型活性和/或半导材料。可将电荷传输材料设置在器件的电极之一附近。在一些实施方案中可将电荷传输材料设置邻近电极，虽然在其它实施方案中可在电荷传输材料和电极之间设置界面层(如所示，例如在图9中具有第五界面层3911)。在某些实施方案中，可基于附近的电极选择电荷传输材料的类型。例如，如果电荷传输材料收集和/或传输空穴，它可在阳极附近从而将空穴传输至阳极。然而，电荷传输材料可被替代地放置在阴极附近，并被选择或构造从而将电子传输至阴极。
如之前指出，根据各种实施方案的器件可任选地包括在任何两个其它层和/或材料之间的界面层，即使根据一些实施方案的器件不需要含有任何界面层。因此，例如，钙钛矿材料器件可含有零个、一个、两个、三个、四个、五个、或更多个界面层(例如图9的实例器件，其含有五个界面层3903、3905、3907、3909和3911)。按照本文之前讨论的实施方案界面层可包括薄涂层界面层(例如按照本文其它地方讨论的薄涂层界面层包含氧化铝和/或其它金属氧化物颗粒，和/或氧化钛/金属氧化物双层，和/或其它化合物)。根据一些实施方案的界面层可包括用于在两层或材料之间增强电荷传输和/或收集的任何合适的材料；一旦电荷传输离开与界面层相邻的一种材料，界面层还可帮助防止或减小电荷再结合的可能性。合适的界面材料可包括以下任何一种或多种：本文其它地方讨论的任何介孔材料和/或界面材料；Ag、Al、Au、B、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、H、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Ni、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Ti、V、W、Y、Zn、Zr，任一前述金属的碳化物(例如SiC、Fe3C、WC)，任一前述金属的硅化物(例如Mg2Si、SrSi2、Sn2Si)，任一前述金属的氧化物(例如氧化铝、氧化硅、氧化钛、SnO2、ZnO)，任一前述金属的硫化物(例如CdS、MoS2、SnS2)，任一前述金属的氮化物(例如Mg3N2、TiN、BN、Si3N4)，任一前述金属的硒化物(例如CdSe、FeS2、ZnSe)，任一前述金属的碲化物(例如CdTe、TiTe2、ZnTe)，任一前述金属的磷化物(例如InP、GaP)，任一前述金属的砷化物(例如CoAs3、GaAs、InGaAs、NiAs)，任一前述金属的锑化物(例如AlSb、GaSb、InSb)，任一前述金属的卤化物(例如CuCl、CuI、BiI3)，任一前述金属的拟卤化物(例如CuSCN、AuCN2)，任一前述金属的碳酸盐(例如CaCO3、Ce2(CO3)3)，官能化或未官能化的烷基甲硅烷基基团，石墨，石墨烯，富勒烯，碳纳米管，本文其它地方讨论的任何介孔材料和/或界面材料，和它们的组合(在一些实施方案中，包括两层、三层或多层组合材料)。在一些实施方案中，界面层可包括钙钛矿材料。此外，界面层可包含本文提到的任何界面材料的经掺杂的实施方案(例如Y-掺杂的ZnO、N-掺杂的单壁碳纳米管)。界面层还可包含具有三种上述材料的化合物(例如CuTiO3、Zn2SnO4)或具有四种上述材料的化合物(例如CoNiZnO)。
根据图9的程式化表示的器件可在一些实施方案中为PV，例如DSSC、BHJ或混合太阳能电芯。在一些实施方案中，根据图9的器件可构成并联或串联的多电芯PV、电池、混合PV电池、FET、LED、和/或本文讨论的任何其它器件。例如，一些实施方案的BHJ可包括两个电极(对应于电极3902和3912)和活性层，其在异质结界面中包含至少两种材料(例如活性层3950的任何两种材料和/或层)。在某些实施方案中，其它器件(例如混合PV电池、并联或串联的多电芯PV串接器件等)可包含包括钙钛矿材料的活性层，其对应于图9的活性层3950。简言之，图9的实例器件的描述的程式化属性决不应限制按照图9的各种实施方案的器件允许的结构或架构。
作为实例，图9A说明具有与图9说明的钙钛矿材料器件3900类似结构的钙钛矿材料器件3900a的实施方案。图9A是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件3900a的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件3900a的各种部件，但是应理解图9A是程式化图；因此，按照图9A的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。图9A包括活性层3906a和3908a。在一些实施方案中，活性层3906a和3908a中的一者或两者可包括相对于图9而言以上描述的任何钙钛矿光活性材料。在其它实施方案中，活性层3906a和3908a中的一者或两者可包括本文描述的任何光活性材料，例如薄膜半导体(例如CdTe、CZTS、CIGS)、光活性聚合物、染料敏化光活性材料、富勒烯、小分子光活性材料和结晶和多晶半导体材料(例如硅、GaAs、InP、Ge)。还在其它实施方案中，活性层3906a和3908a中的一者或两者可包括发光二级管(LED)、场效应晶体管(FET)、薄膜电池层或它们的组合。在实施方案中，活性层3906a和3908a之一可包括光活性材料并且另一个可包括发光二级管(LED)、场效应晶体管(FET)、薄膜电池层或它们的组合。例如，活性层3908a可包含钙钛矿材料光活性层并且活性层3906b可包含场效应晶体管层。图9A说明的其它层例如层3901a、3902a、3903a、3904a、3905a、3907a、3909a、3910a、3911a、3912a和3913a可类推为相对于图9而言本文描述的这样的对应层。
将按照实例器件的进一步程式化描述来讨论钙钛矿器件的额外的更具体的实例实施方案。这些描述图10-21的程式化属性类似地不意图限制器件的类型，在一些实施方案中，可按照图10-21中的任何一个或多个来构造器件。即可按照任何合适的方式(包括本文其它地方清楚讨论的那些和将对受益于这一公开内容的本领域技术人员可见的其它合适的方式)修改图10-21中表现出的架构从而提供BHJ、电池、FET、混合PV电池、串联多电芯PV、并联多电芯PV和本公开内容的其它实施方案的其它类似的器件。
图10描述按照各种实施方案的实例器件4100。器件4100说明包括第一和第二玻璃基材4101和4109的实施方案。每个玻璃基材具有在它的内表面上设置的FTO电极(分别为第一电极4102和第二电极4108)，并且每个电极具有在它的内表面上沉积的界面层：在第一电极4102上沉积TiO2第一界面层4103，并且在第二电极4108上沉积Pt第二界面层4107。夹在两个界面层之间的是：介孔层4104(包含TiO2)，光活性材料4105(包含钙钛矿材料MAPbI3)，和电荷传输层4106(这里包含CsSnI3)。
图11描述省略了介孔层的实例器件4300。器件4300包括夹在第一和第二界面层4303和4305(分别包含氧化钛和氧化铝)之间的钙钛矿材料光活性化合物4304(包含MAPbI3)。在FTO第一电极4302上涂覆氧化钛界面层4303，该FTO第一电极4302进而设置在玻璃基材4301的内表面上。将螺-OMeTAD电荷传输层4306涂覆在氧化铝界面层4305上并设置在金第二电极4307的内表面上。
如对受益于这一公开内容的本领域普通技术人员将可见的，各种其它实施方案是可能的，例如具有多个光活性层的器件(如由图9的实例器件的光活性层3906和3908所示)。在一些实施方案中，如以上讨论的，每个光活性层可由界面层分开(如图9中的第三界面层3907所示)。此外，介孔层可设置在电极上，例如图9中由设置在第一电极3902上的介孔层3904所示。虽然图9描述设置在两个之间的介于中间的界面层3903，但是在一些实施方案中介孔层可直接设置在电极上。
图12-21是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件的各种部件，但是应理解图12-21是程式化图；因此，按照图12-21的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。实例器件包括这一公开内容自始至终描述的层和材料。器件可包括基材层(例如玻璃)、电极层(例如ITO、Ag)、界面层(其可为复合IFL(例如ZnO、Al2O3、Y:ZnO和/或Nb:ZnO))、光活性材料(例如MAPbI3、FAPbI3、5-AVA□HCl:MAPbI3和/或CHP:MAPbI3)和电荷传输层(例如螺-OMeTAD、PCDTBT、TFB、TPD、PTB7、F8BT、PPV、MDMO-PPV、MEH-PPV和/或P3HT)。
图12是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件4400的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件4400的各种部件，但是应理解图12是程式化图；因此，按照图12的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件4400包括第一和第二基材4401和4407。在第一基材4401的内表面上设置第一电极(ITO)4402，并且在第二基材4407的内表面上设置第二电极(Ag)4406。活性层4450夹在两个电极4402和4406之间。活性层4450包括第一IFL(例如SrTiO3)4403、光活性材料(例如MAPbI3)4404和电荷传输层(例如螺-OMeTAD)4405。
图13是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件4500的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件4500的各种部件，但是应理解图13是程式化图；因此，按照图13的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件4500包括第一和第二基材4501和4508。在第一基材4501的内表面上设置第一电极(例如ITO)4502，并且在第二基材4508的内表面上设置第二电极(例如Ag)4507。活性层4550夹在两个电极4502和4507之间。活性层4550包括复合IFL，其包含第一IFL(例如Al2O3)4503和第二IFL(例如ZnO)4504、光活性材料(例如MAPbI3)4505和电荷传输层(例如螺-OMeTAD)4506。
图14是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6100的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6100的各种部件，但是应理解图14是程式化图；因此，按照图14的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6100包括基材(例如玻璃)6101。在基材6101的内表面上设置第一电极(例如ITO)6102，并且在活性层6150顶部设置第二电极(例如Ag)6107，活性层6150夹在两个电极6102和6107之间。活性层6150包括复合IFL，其包含第一IFL(例如Al2O3)6103和第二IFL(例如ZnO)6104、光活性材料(例如MAPbI3)6105和电荷传输层(例如螺-OMeTAD)6106。
图15是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6200的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6200的各种部件，但是应理解图15是程式化图；因此，按照图15的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6200包括基材(例如玻璃)6201。在基材6201的内表面上设置第一电极(例如ITO)6202，并且在活性层6250顶部设置第二电极(例如Ag)6206，活性层6250夹在两个电极6202和6206之间。活性层6250包括IFL(例如Y:ZnO)6203、光活性材料(例如MAPbI3)6204和电荷传输层(例如P3HT)6205。
图16是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6300的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6300的各种部件，但是应理解图16是程式化图；因此，按照图16的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6300包括基材(例如玻璃)6301。在基材6301的内表面上设置第一电极(例如ITO)6302，并且在活性层6350顶部设置第二电极(例如Ag)6309，活性层6350夹在两个电极6302和6309之间。活性层6350包括复合IFL，其包含第一IFL(例如Al2O3)6303、第二IFL(例如ZnO)6304、第三IFL(例如Al2O3)6305和第四IFL(例如ZnO)6306、光活性材料(例如MAPbI3)6307和电荷传输层(例如PCDTBT)6308。
图17是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6400的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6400的各种部件，但是应理解图17是程式化图；因此，按照图17的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6400包括基材(例如玻璃)6401。在基材6401的内表面上设置第一电极(例如ITO)6402，并且在活性层6450顶部设置第二电极(例如Ag)6409，活性层6450夹在两个电极6402和6409之间。活性层6450包括复合IFL，其包含第一IFL(例如Al2O3)6403、第二IFL(例如ZnO)6404、第三IFL(例如Al2O3)6405和第四IFL(例如ZnO)6406、光活性材料(例如5-AVA□HCl:MAPbI3)6407和电荷传输层(例如PCDTBT)6408。
图18是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6500的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6500的各种部件，但是应理解图18是程式化图；因此，按照图18的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6500包括基材(例如玻璃)6501。在基材6501的内表面上设置第一电极(例如ITO)6502，并且在活性层6550顶部设置第二电极(例如Ag)6506，活性层6550夹在两个电极6502和6506之间。活性层6550包括IFL(例如Nb:ZnO)6503、光活性材料(例如FAPbI3)6504和电荷传输层(例如P3HT)6505。
图19是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6600的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6600的各种部件，但是应理解图19是程式化图；因此，按照图19的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6600包括基材(例如玻璃)6601。在基材6601的内表面上设置第一电极(例如ITO)6602，并且在活性层6650顶部设置第二电极(例如Ag)6606，活性层6650夹在两个电极6602和6606之间。活性层6650包括IFL(例如Y:ZnO)6603、光活性材料(例如CHP、MAPbI3)6604和电荷传输层(例如P3HT)6605。
图20是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6700的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6700的各种部件，但是应理解图20是程式化图；因此，按照图20的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6700包括基材(例如玻璃)6701。在基材6701的内表面上设置第一电极(例如ITO)6702，并且在活性层6750顶部设置第二电极(例如Al)6707，活性层6750夹在两个电极6702和6707之间。活性层6750包括IFL(例如SrTiO3)6703、光活性材料(例如FAPbI3)6704、第一电荷传输层(例如P3HT)6705和第二电荷传输层(例如MoOx)6706。
图21是根据一些实施方案的钙钛矿材料器件6800的程式化图。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件6800的各种部件，但是应理解图21是程式化图；因此，按照图21的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。器件6800包括基材(例如玻璃)6801。在基材6801的内表面上设置第一电极(例如ITO)6802，并且在活性层6850顶部设置第二电极(例如Al)6811，活性层6850夹在两个电极6802和6811之间。活性层6850包括复合IFL，其包含第一IFL(例如Al2O3)6803、第二IFL(例如ZnO)6804、第三IFL(例如Al2O3)6805、第四IFL(例如ZnO)6806和第五IFL(例如Al2O3)6807、光活性材料(例如FAPbI3)6808、第一电荷传输层(例如P3HT)6809和第二电荷传输层(例如MoOx)6810。
用于薄膜光伏器件的封装剂层
在一些实施方案中，PV器件可包括一个或多个封装层。封装层可位于PV器件的电极层附近。图22说明包括封装层的光伏器件7100的实施方案。虽然作为包含相连材料的不连续层说明了器件7100的各种部件，但是应理解图22是程式化图；因此，按照图22的实施方案可包括这样的不连续层和/或基本上相互混合的不相连的层，与本文之前讨论的“层”的使用一致。由图Z说明的光伏器件包括若干层，包括：第一基材7101、第一电极7102、第一界面层7103、活性层7104、第二界面层7105、第二电极7106、非化学计量化合物层Z107、密封层7108(还被称作封装剂层)和第二基材7109。
第一基材7101和第二基材7109可为柔性的或刚性的。基材7101和7109可为本申请自始至终描述的任何合适的基材材料，并且在特定实施方案中可为相对于图1-21而言描述的任何合适的基材材料。在一些实施方案中，可在PV器件中仅包括一个基材层。如果包括两个基材，至少一个应对电磁(EM)辐射(例如UV、可见光或IR辐射)是透明或半透明的。如果包括一个基材，则它可类似地是透明或半透明的，尽管它不需要是，只要一部分器件允许EM辐射接触活性层7104。合适的基材材料包括以下任何一种或多种：玻璃、蓝宝石、氧化镁(MgO)、云母、聚合物(例如PEN、PET、PEG、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、PMMA、聚酰胺、Kapton等)、陶瓷、碳、复合材料(例如纤维玻璃、Kevlar、碳纤维)、织物(例如尼龙、棉、丝、毛)、木材、干式墙、金属、钢、银、金、铝、镁、混凝土、或相对于图6-21而言本文讨论的任何其它基材、和它们的组合。在所说明的实施方案中第一基材7101可对气体或液体是不可渗透的，或者足够厚从而对气体或液体是有效地不可渗透的，由此防止腐蚀性或氧化性材料到达层7102至7108。
电极7102和电极7106可为本申请自始至终描述的任何合适的电极材料，并且在特定实施方案中可为相对于图1-21而言描述的任何合适的电极材料。例如，适合于电极7102和7106的材料包括ITO、FTO、CdO、ZITO、AZO、Al、Au、Cu、Pt、Ca、Mg、Ti、钢、碳、碳的同素异形体(例如炭黑、富勒烯、石墨烯、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管)、或任何其它导电材料。同样界面层7103和7105可为本申请自始至终描述的任何合适的界面层材料，并且在特定实施方案中可为相对于图1-20而言描述的任何合适的界面层材料。这样的材料的实例包括Al、Bi、In、Mo、Ni、Si、Ti、V、Nb、Sn、Zn的氧化物、硫化物或氮化物、和它们的组合(例如NiO、Zn2SnO4)；官能化或未官能化的烷基甲硅烷基基团；和碳、和碳的同素异形体(例如炭黑、富勒烯、石墨烯、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管)。在一些实施方案中，器件7100可具有仅一个界面层例如界面层7103或7105中的仅一个。在其它实施方案中，器件7100可没有界面层。
和电极层7102和7106和界面层7103和7105一样，活性层7104可为本申请自始至终描述的任何活性层材料或光活性材料，并且在特定实施方案中可为相对于图1-21而言描述的任何合适的材料。在一些实施方案中，活性层7104可为光活性层。在其它实施方案中，活性层7104可为发光二级管(LED)、场效应晶体管(FET)、薄膜电池层或它们的组合。活性层7104材料的实例包括钙钛矿材料、薄膜半导体(例如CdTe、CZTS、CIGS)、光活性聚合物、染料敏化的光活性材料、富勒烯、小分子光活性材料(例如浴铜灵、二萘嵌苯单酰胺、二萘嵌苯二酰亚胺、螺-OMeTAD、三芳基胺、蒽、并四苯(tertracene)、并五苯、红荧烯、蒽二噻吩、四噻吩、苯并噻吩、TCNQ、ZnPc、CuPc、subPc、TPD、Alq3、Znq2、Zn(BOX)2、BTBT-C5、叶绿素-a、TIPS-Si)、和结晶和多晶半导体材料(例如硅、GaAs、InP、Ge)。
密封层7108和非化学计量化合物层7107对层7102至7106提供保护免受光伏器件7100所处环境的影响。密封层7108可包括环氧树脂(例如单组份环氧树脂、双组分环氧树脂、环氧树脂、酯醛环氧树脂、脂肪族环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、基于胺的硬化环氧树脂、基于酸酐的硬化环氧树脂、基于硫醇的硬化环氧树脂和基于苯酚的硬化环氧树脂)、聚合物例如有机硅、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚碳酸酯、PMMA、和EVA、玻璃粉、和它们的组合。在一些实施方案中，密封层7108可对气体例如空气、氧、水蒸气、二氧化碳、氮、氨和卤素是不可渗透的。在其它实施方案中，密封层7108对气体例如空气、氧、水蒸气、二氧化碳、氮、氨和卤素可具有低渗透性。例如，在某些实施方案中密封层7108可具有在85摄氏度下等于或小于200g/m2/天的渗透性。在一些实施方案中，密封层7108可具有在零和100微米之间的厚度。在其它实施方案中，密封层7108可具有在10微米和10毫米之间的厚度。
非化学计量化合物层7107可包括含氧化合物，其中氧相对化学计量而言是不足的或过量的。在某些实施方案中，构成非化学计量化合物层7107的氧化物化合物可具有化学式MxOy，其中M是金属，O是氧，并且x和y是在1和10之间的实数。在一些实施方案中，非化学计量化合物层7107可包括SiO、CrO2、MnO、VO、FeO、CeO、LaO、HfO、ZrO、TiO、AlO、GeO、或它们的组合。在其它实施方案中，非化学计量氧化物层7107可包括二元、三元、四元或更多元的化合物，例如NawFexTiyOz，其中w、x、y和z表示实数。例如，二元非化学计量化合物可具有通常可表示为M1xM2yOz的化学式，其中M1是第一金属，M2是第二金属，并且x、y和z表示实数。作为进一步实例，三元非化学计量化合物可具有通常可表示为M1wM2xM3yOz的化学式，四元化合物可具有通常可表示为M1vM2wM3xM4yOz的化学式，依此类推。大体上，非化学计量氧化物是指任何金属氧化物，其不是对于特定金属或金属的混合物而言可形成的最稳定的金属氧化物。表1显示对于若干金属而言对应于不同氧化态的金属氧化物。“化学计量的”金属氧化物在表1中用星号标识，并且所有其它金属氧化物可被认为是非化学计量的。
表1-非化学计量和化学计量氧化物
另外，非化学计量化合物层7107可包括含硫化合物，其中硫相对于化学计量而言是不足的或过量的。在某些实施方案中，构成非化学计量化合物层7107的硫化物化合物可具有化学式MxSy，其中M是金属，S是硫，并且x和y是在1和10之间的实数。在一些实施方案中，非化学计量化合物层7107可包括SiS、CrS2、MnS、VS、FeS、CeS、LaS、HfS、ZrS、TiS、AlS、GeS、或它们的组合。在其它实施方案中，非化学计量化合物层7107可包括二元、三元、四元或更多元的化合物，例如NawFexTiySz，其中w、x、y和z表示实数。例如，二元非化学计量硫化物化合物可具有通常可表示为M1xM2ySz的化学式，其中M1是第一金属，M2是第二金属，并且x、y和z表示实数。作为进一步实例，三元非化学计量硫化物化合物可具有通常可表示为M1wM2xM3ySz的化学式，四元化合物可具有通常可表示为M1vM2wM3xM4ySz的化学式，依此类推。大体上，非化学计量硫化物是指任何金属硫化物，其不是对于特定金属或金属的混合物而言可形成的最稳定的金属硫化物。表2显示对于若干金属而言对应于不同氧化态的金属硫化物。“化学计量的”金属硫化物在表2中用星号标识，并且所有其它金属氧化物可被认为是非化学计量的。
表2-非化学计量和化学计量硫化物
此外，非化学计量化合物层7107可包括含氮化合物，其中氮相对于化学计量而言是不足的或过量的。在某些实施方案中，构成非化学计量化合物层7107的氮化物化合物可具有化学式MxNy，其中M是金属，N是氮，并且x和y是在1和10之间的实数。在一些实施方案中，非化学计量化合物层7107可包括SiN、Cr3N2、MnN、V3N2、Fe3N2、Ce3N2、La3N2、Hf3N2、Zr3N2、Ti3N2、Al3N2、GeN、或它们的组合。在其它实施方案中，非化学计量化合物层7107可包括二元、三元、四元或更多元的化合物，例如NawFexTiyNz，其中w、x、y和z表示实数。例如，二元非化学计量硫化物化合物可具有通常可表示为M1xM2yNz的化学式，其中M1是第一金属，M2是第二金属，并且x、y和z表示实数。作为进一步实例，三元非化学计量硫化物化合物可具有通常可表示为M1wM2xM3yNz的化学式，四元化合物可具有通常可表示为M1vM2wM3xM4yNz的化学式，依此类推。大体上，非化学计量硫化物是指任何金属硫化物，其不是对于特定金属或金属的混合物而言可形成的最稳定的金属硫化物。表3显示对于若干金属而言对应于不同氧化态的金属氮化物。“化学计量的”金属氮化物在表3中用星号标识，并且所有其它金属氧化物可被认为是非化学计量的。
表3-非化学计量和化学计量氮化物
非化学计量氧化物还可作为电荷物质例如NbO3 -、TiO3 2-和SbO2 -存在。同样，非化学计量硫化物和氮化物可作为电荷物质例如VS3 2-、TiS3 2-、Si2N6 10-存在。在一些实施方案中，非化学计量氧化物、硫化物和氮化物还可包括混合价物质例如Fe3O4、Mn3O4，混合的金属物质例如CuFeO2、Co2S3、Fe2S3、FeN，和它们的组合。另外，一些非化学计量氧化物可作为水合形式(可含有氢氧化物物质例如Sn(OH)2)存在。在一些实施方案中，非化学计量化合物层7107可具有在零和十微米之间的厚度。在一些实施方案中，非化学计量化合物层7107可具有在1和50纳米之间的厚度。在一些实施方案中，非化学计量化合物层7107可具有在1和10纳米之间的厚度。
非化学计量化合物层7107可能够通过物理吸附、吸收或化学反应吸收或截留气体例如氧、水蒸气、二氧化碳、氨和卤素。例如，由SiO组成的非化学计量化合物层7107可与能够扩散通过密封层7108的氧反应形成SiO2，有效地防止氧到达层7102至7106并且防止对光活性器件7100的电极层、界面层和活性层的氧化损坏。通过吸收、反应或以其它方式截留能够移动穿过密封层7108的任何物质，非化学计量化合物层7107防止那些物质损坏光活性器件。在一些实施方案中，在非化学计量化合物层7107之间的反应可使一部分非化学计量化合物层7107钝化。例如，因为SiO非化学计量氧化物层7107与氧反应形成SiO2，可通过已与氧反应形成SiO2的部分非化学计量氧化物层Z107降低氧扩散至非化学计量氧化物层7107中的速率。以下显示在非化学计量氧化物层7107和氧之间反应的实例。
1)2SiO+O2--->2SiO2
2)4CoO+O2--->2Co2O3
3)Sb2O3+O2--->Sb2O5
4)2Ce2O3+O2--->4CeO2
非化学计量氧化物层和密封层例如对于图22而言以上描述的那些可放置在图1-21中所示任何电极附近。例如，可在图1的Pt/FTO层1502和玻璃层1501之间和/或在FTO层1506和玻璃层1507之间沉积非化学计量氧化物层和密封层。作为进一步实例，可在具有多个界面和活性层的器件例如图9所示的器件3900中使用非化学计量氧化物层和封装剂层。在这样的器件的实施方案中，可在电极2 3912和基材2 2913之间和/或电极1 3902和基材13901之间沉积非化学计量氧化物层和封装剂层。可通过各种方法沉积非化学计量化合物层7107，其包括但不限于旋转涂覆、模缝印刷、化学气相沉积、热蒸发、溅射、原子层沉积、挤出和凹版印刷。还可在受控气氛下发生非化学计量氧化物沉积。例如，可在干燥的氮、氩、氦、氖或氧化碳气氛下发生非化学计量氧化物沉积。在一些实施方案中，沉积气氛可包括受控量的水蒸气范围、真空(例如小于760托)或高真空(例如小于10-6托)。
在其它实施方案中，光伏器件可包括在光伏器件两侧上的密封层和非化学计量化合物层。图23说明光伏器件7200(其类似于图22说明的光伏器件7100)的实施方案，包括额外的封装层。光伏器件7200包括在基材1 7201和电极1 7202之间设置的密封层7208a和非化学计量化合物层7207a，还有在基材2 7209和电极2 7206之间设置的密封层7208b和非化学计量化合物层7207b。密封层7208a和7208b可包含关于图22所示密封层7108而言本文描述的任何材料。同样，非化学计量化合物层7207a和7207b可包含关于图22所示非化学计量化合物层7108而言本文描述的任何材料。
此外，在一些实施方案中，光伏器件可包括在该器件的层之间一个或多个非化学计量化合物层。例如，光伏器件可包括在界面层和活性层(例如本文描述的光活性层、电池层、或半导体层)之间、在界面层和电极之间或者在活性层和电极之间的非化学计量化合物层。图24说明光伏器件7300(其类似于图23所示的光伏器件7200和图22所示的光伏器件7100)的实施方案，包括在活性层7304和界面层7303之间设置的非化学计量化合物层7307c。在这样的实施方案中，非化学计量化合物层7307c可足够薄以允许在活性层7304和界面层7303之间的电荷传输。例如，在一些实施方案中，非化学计量化合物层7307c可为0.5和20纳米之间厚。在另外的实施方案中，非化学计量化合物层7307c可为0.5和5纳米之间厚。还在另外的实施方案中，非化学计量化合物层7307c可为0.5和1纳米之间厚。
因此，本发明非常适于获得提到的结果和优点以及其中固有的那些。以上公开的特定实施方案仅为说明性的，因为对于受益于本文教导的本领域技术人员显然可采用不同但等效的方式来修改和实践本发明。此外，除了如以下权利要求中所述的，不意图限制本文所示的构造或设计的细节。因此显然可改变或修改以上公开的特定说明性实施方案，并且所有这样的变化被认为在本发明的范围和精神内。特别地，本文公开的每个数值范围(具有形式“从约a至约b”，或者等价地“从大约a至b”，或者等价地“从大约a-b”)应理解为是指相应数值范围的幂集合(所有子集的集合)，并且列举包含在较宽的数值范围内的每个范围。同样，权利要求中的术语具有它们的普通的、一般含义，除非专利权人另外明确和清楚地定义。
Claims (30)
1.光伏器件,包含：
第一电极；
第二电极；
至少部分设置在该第一和第二电极之间的活性层，该活性层包含光活性材料；
至少部分设置在该第一和第二电极之间的界面层；
至少部分设置在该第一或第二电极中的一个和封装剂层之间并与第一或第二电极中的一个和封装剂层接触的非化学计量氧化物层。
2.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含每种选自以下的一种或多种化合物：SiO、CrO2、MnO、VO、FeO、CeO、LaO、HfO、ZrO、TiO、AlO、GeO、或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含具有化学式MxOy的化合物，其中M包含一种或多种金属，x表示在1和10之间的实数，和y表示在1和10之间的实数。
4.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含具有化学式MwM’xM”yOz的化合物，其中M、M’和M”每个包含金属。
5.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该封装剂层包含每种选自以下的一种或多种化合物：环氧树脂、有机硅、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚碳酸酯、PMMA、EVA、玻璃、或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含SiO。
7.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该光活性材料包含钙钛矿材料。
8.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该一个或多个界面层包含一种或多种金属的氧化物、硫化物或氮化物，所述金属选自Al、Bi、In、Mo、Ni、Si、Ti、V、Nb、Sn、Zn、和它们的组合。
9.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层具有等于或大于一纳米且小于或等于五十纳米的厚度。
10.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该封装剂层具有等于或大于十微米且小于或等于十毫米的厚度。
11.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含选自Fe3O4、CuFeO2、Mn3O4的一种或多种化合物。
12.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含SiO，并且该封装剂层包含PMMA。
13.根据权利要求1所述的光伏器件，其中该非化学计量氧化物层包含SiO，该封装剂层包含PMMA，并且该第一和第二电极层包含ITO。
14.器件，包含：
第一电极；
第二电极；
至少部分设置在该第一和第二电极之间的活性层；
至少部分设置与该第一或第二电极中一个接触的非化学计量氧化物层。
15.根据权利要求15所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含每种选自以下的一种或多种化合物：SiO、CrO2、MnO、VO、FeO、CeO、LaO、HfO、ZrO、TiO、AlO、GeO、或它们的组合。
16.根据权利要求15所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含具有化学式MxOy的化合物，其中M包含一种或多种金属，x表示在1和10之间的实数，和y表示在1和10之间的实数。
17.根据权利要求15所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含具有化学式MwM’xM”yOz的化合物，其中M、M’和M”每个包含金属。
18.根据权利要求15所述的器件，还包含设置与该非化学计量氧化物层接触的封装剂层，其中该封装剂层包含每种选自以下的一种或多种化合物：环氧树脂、有机硅、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚碳酸酯、PMMA、EVA、玻璃、或它们的组合。
19.根据权利要求15所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含SiO。
20.根据权利要求15所述的器件，其中该活性层包含一个或多个晶体管。
21.根据权利要求15所述的器件，其中该一个或多个界面层包含一种或多种金属的氧化物、硫化物或氮化物，所述金属选自Al、Bi、In、Mo、Ni、Si、Ti、V、Nb、Sn、Zn、和它们的组合。
22.根据权利要求15所述的器件，其中该非化学计量氧化物层具有等于或大于一纳米且小于或等于五十纳米的厚度。
23.根据权利要求18所述的器件，其中该封装剂层具有等于或大于十微米且小于或等于十毫米的厚度。
24.根据权利要求15所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含每种选自Fe3O4、CuFeO2和Mn3O4的一种或多种化合物。
25.根据权利要求18所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含S iO，并且该封装剂层包含PMMA。
26.根据权利要求18所述的器件，其中该非化学计量氧化物层包含S iO，该封装剂层包含PMMA，并且该第一和第二电极层包含ITO。
27.光伏器件，包含：
第一电极；
第二电极；
至少部分设置在该第一和第二电极之间的活性层，该活性层包含光活性材料；
至少部分设置在该第一和第二电极之间的界面层；
至少部分设置在该第一电极和第一封装剂层之间并与该第一电极和第一封装剂层接触的第一非化学计量氧化物层；和
至少部分设置在该第二电极和第二封装剂层之间并与该第二电极和第二封装剂层接触的第二非化学计量氧化物层。
28.根据权利要求27所述的器件，其中该第一和第二非化学计量氧化物层包含每种选自以下的一种或多种化合物：SiO、CrO2、MnO、VO、FeO、CeO、LaO、HfO、ZrO、TiO、AlO、GeO、或它们的组合。
29.根据权利要求27所述的器件，其中该第一和第二非化学计量氧化物层包含具有化学式MxOy的化合物，其中M包含一种或多种金属，x表示在1和10之间的实数，和y表示在1和10之间的实数。
30.根据权利要求27所述的器件，其中该第一和第二非化学计量氧化物层包含SiO。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/488,151 | 2017-04-14 | ||
| US15/488,151 US20180301288A1 (en) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | Photovoltaic Device Encapsulation |
| PCT/US2018/027073 WO2018191358A1 (en) | 2017-04-14 | 2018-04-11 | Photovoltaic device encapsulation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110637376A true CN110637376A (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=63790258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880033074.1A Pending CN110637376A (zh) | 2017-04-14 | 2018-04-11 | 光伏器件封装 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20180301288A1 (zh) |
| EP (1) | EP3610515A4 (zh) |
| JP (1) | JP7315467B2 (zh) |
| KR (1) | KR102627245B1 (zh) |
| CN (1) | CN110637376A (zh) |
| WO (1) | WO2018191358A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111477751A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-07-31 | 中国华能集团有限公司 | 一种柔性太阳能电池及其制备方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2963010B1 (en) * | 2014-07-04 | 2018-02-21 | Novaled GmbH | Electronic device and compound |
| KR102570856B1 (ko) * | 2017-07-21 | 2023-08-25 | 상라오 징코 솔라 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 | 페로브스카이트 태양전지 및 이를 포함하는 탬덤 태양전지 |
| GB201820427D0 (en) * | 2018-12-14 | 2019-01-30 | Univ Oxford Innovation Ltd | Device interlayer |
| US10727428B1 (en) * | 2019-02-01 | 2020-07-28 | Natioinal Technology & Engineering Solutions Of Sa | Organic-semiconducting hybrid solar cell |
| US20210036249A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-04 | The Florida State University Research Foundation, Incorporated | Systems and methods for bulk semiconductor sensitized solid state upconversion |
| CN110718635A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-21 | 吉林大学 | 一种钙钛矿太阳能电池的薄膜封装方法 |
| CN111003741B (zh) * | 2019-11-14 | 2021-11-02 | 湖北大学 | 一种二硫化铁掺杂三硫化二钼多孔系统及其制备方法和应用 |
| CN115207219B (zh) * | 2021-04-13 | 2023-10-03 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 钙钛矿太阳能电池及其制备方法、用电设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010034489A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | 膜状太陽電池及び太陽電池パネル |
| CN104769736A (zh) * | 2012-09-18 | 2015-07-08 | 埃西斯创新有限公司 | 光电器件 |
| CN106233482A (zh) * | 2014-04-23 | 2016-12-14 | 株式会社Lg化学 | 有机无机混合太阳能电池 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3947575B2 (ja) * | 1994-06-10 | 2007-07-25 | Ｈｏｙａ株式会社 | 導電性酸化物およびそれを用いた電極 |
| EP1443130B1 (en) * | 2001-11-05 | 2011-09-28 | Japan Science and Technology Agency | Natural superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film |
| KR100662297B1 (ko) | 2002-10-18 | 2007-01-02 | 엘지전자 주식회사 | 유기 ｅｌ 소자 |
| CN100481524C (zh) * | 2003-09-10 | 2009-04-22 | 大日本印刷株式会社 | 太阳能电池组件用填充材料层、太阳能电池组件 |
| JP4583025B2 (ja) * | 2003-12-18 | 2010-11-17 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | ナノアレイ電極の製造方法およびそれを用いた光電変換素子 |
| US20070068571A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-03-29 | Terra Solar Global | Shunt Passivation Method for Amorphous Silicon Thin Film Photovoltaic Modules |
| WO2009026097A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Northwestern University | P-type semiconducting nickel oxide as an efficiency-enhancing anodal interfacial layer in bulk heterojunction solar cells |
| DE102009000450A1 (de) * | 2009-01-28 | 2010-07-29 | Evonik Degussa Gmbh | Transparente, witterungsbeständige Barrierefolie, Herstellung durch Lamination, Extrusionslamination oder Extrusionbeschichtung |
| JP2011155237A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-08-11 | Hitachi Ltd | 化合物薄膜太陽電池、化合物薄膜太陽電池の製造方法、および化合物薄膜太陽電池モジュール |
| JP2012064645A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | 有機光電変換素子及びその製造方法 |
| WO2012046326A1 (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | グエラテクノロジー株式会社 | 太陽電池 |
| KR101849268B1 (ko) * | 2011-05-13 | 2018-04-18 | 한국전자통신연구원 | 빛과 전압 스트레스에 강한 산화물 박막 트랜지스터 및 그의 제조 방법 |
| FR2983119B1 (fr) * | 2011-11-30 | 2013-11-22 | Arkema France | Film multicouche a base de polyamides pour panneau arriere de module photovoltaique |
| WO2014084701A1 (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | 주식회사 엘지화학 | 유기전자소자용 기판 |
| US9416279B2 (en) * | 2013-11-26 | 2016-08-16 | Hunt Energy Enterprises, L.L.C. | Bi- and tri-layer interfacial layers in perovskite material devices |
| US9136408B2 (en) | 2013-11-26 | 2015-09-15 | Hunt Energy Enterprises, Llc | Perovskite and other solar cell materials |
| US20160155974A1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-02 | The Regents Of The University Of California | Complex pnictide metal halides for optoelectronic applications |
-
2017
- 2017-04-14 US US15/488,151 patent/US20180301288A1/en active Pending
-
2018
- 2018-04-11 JP JP2019555794A patent/JP7315467B2/ja active Active
- 2018-04-11 KR KR1020197033305A patent/KR102627245B1/ko active IP Right Grant
- 2018-04-11 WO PCT/US2018/027073 patent/WO2018191358A1/en active Application Filing
- 2018-04-11 EP EP18784901.3A patent/EP3610515A4/en not_active Withdrawn
- 2018-04-11 CN CN201880033074.1A patent/CN110637376A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010034489A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | 膜状太陽電池及び太陽電池パネル |
| CN104769736A (zh) * | 2012-09-18 | 2015-07-08 | 埃西斯创新有限公司 | 光电器件 |
| CN106233482A (zh) * | 2014-04-23 | 2016-12-14 | 株式会社Lg化学 | 有机无机混合太阳能电池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111477751A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-07-31 | 中国华能集团有限公司 | 一种柔性太阳能电池及其制备方法 |
| WO2021232682A1 (zh) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 中国华能集团有限公司 | 一种柔性太阳能电池及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020517111A (ja) | 2020-06-11 |
| EP3610515A1 (en) | 2020-02-19 |
| WO2018191358A1 (en) | 2018-10-18 |
| KR102627245B1 (ko) | 2024-01-18 |
| JP7315467B2 (ja) | 2023-07-26 |
| US20180301288A1 (en) | 2018-10-18 |
| KR20190131125A (ko) | 2019-11-25 |
| EP3610515A4 (en) | 2021-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2022200195B2 (en) | Perovskite and other solar cell materials | |
| CN108140731B (zh) | 钙钛矿材料层加工 | |
| KR102627245B1 (ko) | 광기전력 디바이스 캡슐화 | |
| EP3221898B1 (en) | Bi-and tri-layer interfacial layers in perovskite material devices | |
| AU2023200817A1 (en) | Titanate interfacial layers in perovskite material devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Texas in the United States Applicant after: Hunter perovskite Technology Co.,Ltd. Address before: Texas in the United States Applicant before: Xi Solar Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191231 |