CN1774823A - 带有有机层的光活性组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光活性组件，尤其涉及一种太阳能电池，其由有机层构成，并由至少一个堆叠的pi、ni或pin二极管结构形成。所述二极管的特征在于它们包括至少一个p－掺杂或n－掺杂的传输层，该传输层与光活性层相比有更大的光学能带间隙。各二极管的特征是较高的内部量子产率，但是光学上极薄(峰值吸收＜80％)。根据本发明，通过使用光阱扩大二极管中的入射光光路或通过堆叠多个所述二极管可以实现较高的外部量子产率，用于提高复合和产生电流的跃迁层有利于在两个二极管间的跃迁。使用具有较大能带间隙的掺杂传输层，使这两个实施方案都具有许多特殊的优点。

Description

带有有机层的光活性组件
本发明涉及一种带有有机层的光活性组件，尤其涉及太阳能电池，其由一系列有机薄层、接触层、掺杂的传输层和光活性层构成，并分别由p、i或n层排列成pi、ni或pin二极管结构。
自从Tang等人在1986年报道效率在百分比范围内的第一种有机太阳能电池[C.W.Tang et al.Appl.Phys.Lett.48，183(1986)]以来，有机材料已被广泛研究用于各种电子和光电子组件。有机太阳能电池由一系列薄层(通常1nm～μm)组成，这些薄层包括有机材料并优选使用真空蒸汽沉积法或旋涂法形成。通常通过金属层和/或透明导电氧化物(TCO)发生电接触。
太阳能电池将光能转化成电能。与无机太阳能电池不同，有机太阳能电池中的光没有直接产生自由载荷子，而是首先形成激子，即电中性激发态(束缚的电子空穴对)。只有在第二阶段时，这些激子才分离成自由载荷子，然后促成电流流动。
与常规无机基组件(半导体如硅，砷化镓)相比，这种有机基组件的优点在于部分极高的光吸收系数(达到2×105cm-1)，从而可能使用少量材料和能量来制造极薄的太阳能电池。此外的技术方面是低成本，在塑料薄膜上制得柔性大面积组件可能性，及在有机化学中可得到几乎不受限制的变体。
制备有机太阳能电池的方法也已公开于文献中[Martin Pfeiffer，“Controlled doping of organic vacuum deposited dye layers：basics andapplications”，PhD thesis TU Dresden.1999]，其由pin二极管和下面的层结构构成：
0.载体，基底，
1.底部接触层，大部分透明，
2.n-层(s)(或p)
3.i-层(s)
4.p-层(s)(或n)，
5.顶层。
这里n或p代表n掺杂或p掺杂，这样导致在热平衡态时自由电子或空穴的密度增大。在其上下文中，这些层主要是传输层。一个或多个i-层可以由材料和所谓的互穿网络构成。通过透明底部接触层的入射光在i-层或p-层中产生激子。这些激子可以仅由极高电场或在适合界面处分离。在有机太阳能电池中，不能实现足够高的电场，结果是有机电池可能成功的所有构思都要基于在光活性界面处的激子分离。
激子通过扩散到达这种活性界面，并且在那里电子和空穴彼此分离。这些可以发生在p(n)层和i-层间或发生在两个i-层间。在太阳能电池的集成电场中，现在电子运送到n区域，空穴运送到p区域。
由于光总是先产生激子，而不是产生自由载荷子，所以激子在活性界面处的低复合扩散在有机太阳能电池处起重要作用。因此，为产生光电流，有效的有机太阳能电池中的扩散长度必须明显超过光的通常穿透深度，从而可以使用大部分光。完美的有机晶体或薄层在结构上和化学纯度方面完全符合这一标准。然而，对于大规模应用而言，不可能使用单晶有机材料，而且结构完美的多层的制造也被证实极为困难。
代替增大激发扩散长度，也可以降低与相邻界面的平均间隙。WO00/33396公开所谓互穿网络的形成：含有胶态溶解物质的层，物质的分散方式使得形成载荷子可以从中流过的网络(穿流机理)。在这种太阳能电池中，各组件中的一个组件或两个组件吸收光。混合层的优点在于，产生的激子只需穿过极短的距离就能到达畴界，并在那里分离。电子或空穴的移动分别发生在溶解的物质中或在其余层中。由于材料在混合层的各处相互接触，因此在这种构思中关键的是分离的电荷在相关材料上具有长寿命，关闭的穿流通道适用于两种载荷子在每个位置分别接触。这种技术其效率为2.5％[C.J.Brabec，N.S.Sariciftci，J.C.Hummelen，Advanced Functional Materials 11，15(2001)]。
下面列出实现或提高有机太阳能电池性能的其他相似技术：
1.)一种接触金属，其具有较大功函，另一种金属具有较小功函，结果是形成带有有机层的Schottky势垒[US 4127738]。
2.)活性层由凝胶或粘结剂中的有机半导体构成[US 03844843，US03900945，US 04175981和US 04175982]。
3.)产生含有较小颗粒的传输层，该颗粒用于载荷子传输[US5965063]。
4.)一种层含有两种或多种有机颜料，这些颜料具有不同的光谱特性[JP 04024970]。
5.)一种层含有产生载荷子的颜料及输送载荷子的其它材料[JP07142751]。
6.)聚合物基太阳能电池，其含有作为电子接受体的碳粒[US05986206]。
7.)掺杂上述混合系统，用于提高多层太阳能电池的传输性能[专利申请：DE 102 09 789.5-33]。
8.)将各太阳能电池置于彼此的上面(串联电池)[US 04461922，US016198091和US 01698092]。
US 5,093,698公开了掺杂有机材料：混合接受体类或给予体类掺杂物质，提高层中的平衡载荷子浓度，增强导电性。根据US 5,093,698，在电致发光组件中，掺杂的层在与接触材料的界面处用作注射层。相似的掺杂方法相似地适用于太阳能电池。
尽管互穿网络具有所述的优点，关键问题在于电子和空穴到各自接触层的关闭传输通道必须存在于混合层中。此外，由于各种材料仅填充部分混合层，所以与纯层相比载荷子的传输性能变差。
由于在互相贯穿的层中较小的激子扩散长度或传输和复合问题，有机太阳能电池的活性层厚度通常小于光的穿透深度。此外，有机染料仅表现出各自的吸收带，结果是材料永远不能覆盖全部光谱。因此需要使用所谓的光阱(陷光器)或可以将几个电池相互堆叠。这种堆叠的电池首先由Yakimov等人提出[A.Yakimov，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.80(9).1667(2002)]。每个电池由两层构成，并且在各电池间的界面处需要复合中心。如果象Yakimov那样，我们将这些复合中心直接应用到光活性材料上，那么这样不仅能确保第n个电池的载荷子与第n+1个电池的相反载荷子进行所需的复合，而且形成来自同一个电池的激子或载荷子对所不需要的复合中心。这些会产生复合损失或失活区域。这防止这些作用，各层必须比相关光活性区的相应宽度厚，从而在不能使用的区域中发生吸收。在各种二极管结构中相似地也存在这种问题。然而，按这种方式，在活性层和接触电极间的跃迁区立即发生复合损失。
因此，本发明基于极大地降低带有有机层的太阳能电池中的复合损失或失活区域。
根据本发明，通过权利要求1的特征可以解决上述问题。本发明特别有利的实施方案公开于附属权利要求2～33中。
本发明的目的是提供太阳能电池，其可以由单个pi、ni或pin二极管结构(相应于权利要求1，参照图1)及几个堆叠的pi、ni或pin二极管结构(相应于权利要求7，参照图2)构成。
下文将pi、ni pin二极管结构简称为结构，只要在各种情况下没有指出这三种结构中的具体一种。
在本文中，p代表至少一个p-掺杂的层(p-层)，i代表(在电学中)至少一个未掺杂的层或相比而言仅略微掺杂的层(i-层)，其中至少一个光子被吸收并有助于产生电流，n代表至少一个n-掺杂的层(n-层)。
本发明可以解决上述任务和现有技术中的问题，其方式是通过能带间隙提高的层(宽能隙层)使复合区或接触电极与活性区域分离，在宽能隙层中激子或可以复合的少数载荷子都不存在。此外，在分离接触层或复合区过程中和之后，它们也用于使作为活性层的i-层免受破坏影响。宽能隙传输层(图1中的2a、4a，图2中的2b、4b、6b、8b等)包括吸收性明显不同于活性层的材料。如果它们仅在可见光谱的UV范围或近UV范围吸收那么是特别有利的。因此，可以确保在活性层中发生主要的吸收。也可以使激子在跃迁区反射宽能隙层，并且未在光活性过程中被移动。与未掺杂的层相比，通过相应的p-掺杂或n-掺杂，宽能隙p-层或n-层中的大部分载荷子的传输性能得到提高，结果是层厚度可以在较广范围内变化，以集中并由此优化光场的最大量。通过宽能隙层的n-掺杂和p-掺杂，也可以满足各二极管结构中及低损失复合后界面处的集成电压最大化的需求。
通过相应于权利要求3的有利实施方案，可以扩大入射光通道，从而增大内部和外部转化率。
根据需要堆叠多种结构(权利要求7)可以使各结构保持极薄，使得它们仅表现出较低复合损失，并因此表现出较高的内部和外部量子产率。因此，这种电池结构具有较低串联电阻、最大光电压及最优化的光电流转化。
在权利要求11～16中所述的层或复合层，有利于各结构间跃迁区处反向的低损失复合或正向的产生电流。此外，第n个和第n+1个电池间的跃迁区及pi、ni或pin结构的形状也是有利的。
相应于权利要求12～16的层可用作掺杂剂或其他材料的扩散阻挡层，或用于后续层的诱导生长。
在相应于本发明光活性组件的i-层中产生光电流基于下面活性原理中的一种或多种：
a)吸收光子，得到激子，用电场使激子分离成自由载荷子。
b)在第一种材料中吸收光子，得到激子，在另一种材料的界面处扩散激子，在界面处使激子分离成自由载荷子。
c)用多组分材料的一种或多种组分吸收光子，该多组分材料至少由组分K1和K2组成，将从K1和K2得到的激子分离成K1上的电子和K2上的空穴，从两种组分的互穿网络中移动载荷子。
d)在包括至少一个p-掺杂的或n-掺杂的多组分层的层或层系统中，相应于c)产生电流。
现在将以两个实施方案作为实施例更详细地阐明本发明。在附图中：
图1表明本发明根据单个二极管结构原理的有机电池(第一实施方案)，
图2表明本发明根据堆叠原理的有机电池(第二实施方案)，
图3a表明根据堆叠原理的光活性组件，其由2个pin元件构成，
图3b表明图3a所示的光活性组件的能量图，
图4表明双层结构的层顺序，及
图5表明明亮和黑暗特性曲线。
图1中所示的有利实施方案，包括根据单个二极管结构原理相应于本发明的有机太阳能电池的结构，其包括下面各层：
0a.)载体，基底，
1a.)底部接触层，大部分透明，带有可选择的有机或无机接触层
2a.)载荷子传输层(宽能隙)，p-掺杂的或n-掺杂的
3a.)活性层
4a.)载荷子传输层(宽能隙)，n-掺杂的或p-掺杂的
5a.)顶部接触层，任选地包括有机或无机接触层。
由此，有利地是该组件由pin或nip层结构形成。pin(或nip)结构由两个或多个有机载荷子传输层(2a和4a)及有机层(2a)和有机层(4a)间的层系统(3a)构成，在层系统中吸收光。此外，完整的结构也包括2个接触层(1a和5a)，每一个接触层也可以是透明接触层。层2a或层4a是p-掺杂的或n-掺杂的，层3a是未掺杂的，或是极低p-掺杂或n-掺杂的。层3a或者是单组分(没有掺杂)，或是包括相应于互穿网络原理的两种组分的混合层。选择材料，使得激子在这两种材料间混合层中的内相界限处或这两层的界面处有效地分离成自由载荷子。
如图2所示的有利实施方案中，基于堆叠原理的本发明的有机太阳能电池其结构包括以下层：
0a.)载体，基底，
1b.)底部接触层，大部分透明，带有可选择的有机或无机接触层
2b.)载荷子传输层(宽能隙)，p-掺杂的或n-掺杂的
3b.)第一活性层
4b.)载荷子传输层(宽能隙)，n-掺杂的或p-掺杂的
5b.)跃迁层，复合区
6b.)跃迁层(宽能隙)，n-掺杂的或p-掺杂的
7b.)第二活性层，
8b.)载荷子传输层(宽能隙)，p-掺杂的或n-掺杂的等
(N-1)b.)载荷子传输层(宽能隙)，p-掺杂的或n-掺杂的
Nb.)顶部接触层，可选择地包括有机或无机接触层
由此，有利地是该组件由至少两个pin或nip层结构形成。pin(或nip)结构由两个或多个有机载荷子传输层(2b和4b，6b和8b等)及位于有机层(2b，6b等)和有机层(4b，8b等)间的层系统(3b，7b等)构成，在层系统中吸收光。此外，完整的结构也包括2个接触层(1b和Nb)及在第n和第n+1个pin(nip)光电元件间的跃迁层系统，每一个接触层也可以是透明接触层。层2b、6b或4b、8b等是p-掺杂的或n-掺杂的，层3b、7b等是未掺杂的，或是极低p-掺杂或n-掺杂的。层3b、7b等或者是单组分(没有掺杂)，或是包括相应于互穿网络原理的两种组分的混合层。选择材料，使得激子在这两种材料间混合层中的内相界限处或这两层的界面处有效地分离成自由载荷子。
载荷子传输层2b、4b、6b等不必须是光活性的，并可以是掺杂的。根据本发明，在每个二极管结构中至少一个传输层是掺杂的。每个载荷子传输层确保有效地移动一种类型的载荷子(空穴或电子)。此外，活性层与接触层或复合层5b、9b等分离，因此可以防止二极管的激子或载荷子对遇到不需要的复合中心。
使用由2个pin元件构成的光活性组件作为例子解释功能。简单和多个pin元件作用相似。这种堆叠电池表明在图3a中，其能量图表明在图3b中。为清楚起见，可以假设传输层、活性层和跃迁层仅由单层组成。同时，第一pin元件(3b)的活性层应该包括不同于第二个pin光电元件(7b)的吸收层，以使用尽可能宽的光谱。除此之外，可以假设互穿网络中的活性层由两种材料的混合物构成。现在，激子在第一混合层(3b)的未掺杂材料中产生。激子在此材料中扩散，直到其到达混合层的畴界。在这里分离，从而空穴保留在给予体类材料上，而电子保留在接受体类材料上。然后两种载荷子移动到相应的掺杂传输层。这样可确保有效地跃迁，各载荷子层可有效地将电子传输到接触层(1b)或将空穴传输到跃迁层(5b)。在第二pin光电元件(6b)，(7b)，(8b)中也相似地发生这种过程。现在载荷子存在于两个接触层(1b)，(9b)中。然而，为确保产生电流，在跃迁层(5b)方向的这两种载荷子必须相互复合，从而闭合电路。在复合中能量损失应尽可能低。如下面详细说明的那些，这可通过掺杂至少一个相邻的传输层并在需要时组合跃迁层(5b)来实现。当使用高度掺杂的传输层时，这种跃迁层可不是必须的。
在这种堆叠的电池中，在各电池中产生的电流平衡特别重要，即吸收的光子数量和转化成载荷子的数量。根据本发明，通过调节层厚度和/或选择具有相应的不同吸收能力的材料可以实现这一点。
下面依据能量图更详细地说明组件的功能。图3b以双pin堆叠结构作为例子，表明HOMO(最高占据分子轨道)和LUMO(最低未占据分子轨道)能级。为简明起见，载荷子产生层(活性层3b和7b)，空穴传输层(4b和8b)，电子传输层(2b和6b)也都仅有一层。现在光在每个活性层中产生激子。并在原地分离成空穴和电子(参照互穿网络)，或进行扩散，直到到达活性层中的分离边界层，在此分离。
根据本发明，激子的扩散过程确保未分离的激子被相邻的宽能隙传输层反射，并仍能分离，从而产生载荷子。得到的载荷子通过集成电场传输至活性层的边界，导致n-掺杂或p-掺杂的层(2b、6b等，4b、8b)的不同Fermi能级相等，并可被传输层接受。
选择优选的材料，使得仅有一种类型的载荷子在活性层和传输层间发生电荷跃迁(对于n-层是电子，对于p-层是空穴)。在一个有利实施方案中，如图3b所示，能级相互一致。
层2b和层8b中的载荷子直接输送到接触层1b或9b上。同时，掺杂传输层具有积极作用，因为通过较强的能带变形及损耗区的降低(准欧姆接触)使得接触层的跃迁更容易(即使没有使用理想的功函)。层4b(空穴)和层6b(电子)中的载荷子输送到跃迁层(5b)，在那里复合。通过上述掺杂的有利影响(准欧姆接触)，特别有利于跃迁。
本发明的目的也在于为通过最优化选择传输层的光学常数和层厚度提高活性区的吸收，而集中光场。
在本发明中，载荷子优选是掺杂的(在电学上有效的掺杂)。在有机分子系统时，摩尔掺杂浓度通常是1∶10～1∶10000。如果掺杂剂明显小于基质分子，那么在层中也可存在比基质分子更多的掺杂剂(达到5∶1)。掺杂剂可以是有机物或无机物。
本发明的本质特征在于掺杂传输层。一方面，通过掺杂一定可以改进传输层，结果是损失(电阻中的电压降)最小。此外，掺杂对两个pin光电元件间的跃迁层处的复合或产生电流特性具有有利作用。在这种情况下，高度掺杂也代表了跃迁层两侧上的较窄损耗区，结果是容易克服高势垒(例如通过量子机械隧道方法)。使用宽能隙材料意味着pn-跃迁也不是光活性的，从而可防止光亮源(illumination)处反电压的积聚，这会降低可用的光电压。
上述堆叠电池的另一个有利实施方案包括在两个pin光电元件的跃迁层处组合跃迁层(可能几层)。这样可被设计得更薄，并且形成额外集成的复合中心。如果这由金属簇或超薄金属层形成，尤其有用。
图5表明明亮和黑暗特性曲线，以验证上述pin简单结构和pin双结构的功能。图4表明双层结构的层顺序。简单结构相应于第一部分电池(从基底开始)，这样约40nm金层涂覆到接触层，来代替1nm厚的金层。所示的电池没有以任何方式优化。大约二倍的开路电压Uoc)证实了这种功能。

Claims (33)

1.一种带有有机层的光活性组件，尤其是太阳能电池，其由一系列有机薄层、接触层、掺杂的传输层和光活性层构成，并且每一层按p、i或n层排列成pi、ni或pin二极管结构，其特征在于，该传输层比该光活性层表现出更大的光学能带间隙，及其特征在于，该结构在350nm～2000nm的太阳光谱的至少一部分中是部分透明的。
2.如权利要求1所述的光活性组件，其特征在于，在该接触层与该传输层分离之前、过程中和之后分离该光活性层。
3.如权利要求1或2所述的光活性组件，其特征在于，该入射光的光路通过光阱在该光活性层中延伸。
4.如权利要求3所述的光活性组件，其特征在于，该光阱的形成使得该掺杂的传输层对i-层表现出光滑的边界层，对该接触区域表出现周期性的微结构界面。
5.如权利要求3或4所述的光活性组件，其特征在于，该组件位于周期性微结构基底上，定位该掺杂的传输层以确保该元件在该全部区域上的具有一致功能。
6.如权利要求1～5中任一项所述的光活性组件，其特征在于，该i-层由不同吸收光谱的几层构成。
7.如权利要求1所述的光活性组件，其特征在于，提供第二pi、ni或pin二极管结构，使得该第二结构的传输层比该第二结构的光活性层表现出更大的光学能带间隙，及该第二结构在350nm～2000nm的太阳光谱的至少一部分中是部分透明的。
8.如权利要求所述的光活性组件7，其特征在于，各结构的i-层表现出相同的光学吸收，并且每一层在光学上极薄，从而它们在最大吸收处传输至少50％的光，或者各结构的i-层表现出不同并彼此互补的光学吸收光谱。
9.如权利要求7或8所述的光活性组件，其特征在于，存在至少三种结构，该结构包括几个具有相同吸收光谱的光学薄i-层及具有不同，相互补偿吸收光谱的i-层。
10.如权利要求7～9中任一项所述的光活性组件，其特征在于，该结构的至少一个i-层由几个不同吸收光谱的层组成。
11.如权利要求7～10中任一项所述的光活性组件，其特征在于，接近两种结构间跃迁层的n-层或p-层表现出掺杂。
12.如权利要求7～11中任一项所述的光活性组件，其特征在于，一层金属、盐或无机材料组合在第n个结构的p-层和该第n+1个结构的n-层之间。
13.如权利要求12所述的光活性组件，其特征在于，几层金属、盐或无机材料组合在第n个结构的p-层和第n+1个结构的n-层之间。
14.如权利要求12或13中任一项所述的光活性组件，其特征在于，组合有包括有机或无机半导体材料的一个或多个掺杂的层。
15.如权利要求12～14中任一项所述的光活性组件，其特征在于，加入一个透明或半透明层，该层包括金属、盐或另一种无机材料，优选TCO(透明导电氧化物)，或加入几个这种层。
16.如权利要求12～15中任一项所述的光活性组件，其特征在于，加入包括金属纳米簇、盐或另一种无机或有机材料的层，或加入几个这种层。
17.如权利要求7～16中任一项所述的光活性组件，其特征在于，用于接触各结构的透明或半透明接触层加在第n个结构的p-层和第n+1个结构的n-层之间。
18.如权利要求7～17中任一项所述的光活性组件，其特征在于，使用一个或多个光阱。
19.如权利要求7～18中任一项所述的光活性组件，其特征在于，该接触层由高度透明ITO(氧化铟锡)、其他透明和导电材料如ZnO、导电聚合物或金属构成半透明层。
20.如权利要求7～19中任一项所述的光活性组件，其特征在于，选择层厚度，尤其是i-层厚度，使得考虑到该光活性组件中光场的分布，所有结构都具有相同光电流。
21.如权利要求1～20中任一项所述的光活性组件，其特征在于，p-层由p-掺杂的层构成，i-层由电学上未掺杂的层或与掺杂的层相比而言仅略微掺杂的层构成，其中至少一层形成为吸收光子层并产生电流的层，因此成为光活性层，n-层包括至少一个n-掺杂的层。
22.如权利要求1～21中任一项所述的光活性组件，其特征在于，整个结构带有透明和反射的接触层。
23.如权利要求1～22中任一项所述的光活性组件，其特征在于，该接触层由金属、导电氧化物尤其是ITO、ZnO:Al或其他TCO、或导电聚合物尤其是PEDOT:PSS构成。
24.如权利要求1～23中任一项所述的光活性组件，其特征在于，选择n-掺杂或p-掺杂层的厚度，使得相对于光场场强分布最优化i-层的位置。
25.如权利要求1～24中任一项所述的光活性组件，其特征在于，在一个或多个光活性层(3a或3b，7b等)或传输层(2a，4a或2b，4b，6b，8b等)中的掺杂厚度表现出梯度，由此在活性层方向降低传输层的掺杂厚度。
26.如权利要求1～25中任一项所述的光活性组件，其特征在于，该光活性层尤其是混合层中的组分由有机材料构成。
27.如权利要求1～26中任一项所述的光活性组件，其特征在于，至少一种掺杂剂是无机材料，尤其是碱金属。
28.如权利要求1～27中任一项所述的光活性组件，其特征在于，至少一部分光活性层(3a或3b，7b等)完全或部分由无机材料构成。
29.如权利要求1～28中任一项所述的光活性组件，其特征在于，至少一部分电荷传输层(2a，4a等，2b，4b，6b，8b等)完全或部分由无机材料构成。
30.如权利要求1～29中任一项所述的光活性组件，其特征在于，有机接受体分子用于空穴传输层的p-掺杂，可用于本发明中的分子是苯醌、四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ衍生物，如F4-TCNQ)，二氰基对苯醌二亚胺(DCNQI衍生物)和高级醌相应的衍生物(萘醌和蒽醌衍生物)。
31.如权利要求1～30中任一项所述的光活性组件，其特征在于，下面材料中的一种材料用作p传输层的宿主材料：
a)四苯基二胺(TPD)的衍生物，尤其是因推电子取代基如甲氧基或甲基而使离子化能量降低的TPD衍生物及其螺衍生物，
b)三甲基胺衍生物，尤其是三(二苯基氨基)-三苯基胺(TDATA)的衍生物，三氨基苯基衍生物，三苯基苯衍生物，及
c)通过使用噻吩环接受给予体的低聚物，尤其是低聚噻吩，
d)低聚对亚苯基亚乙烯基(OPPV)的衍生物，
e)紫菜碱或酞菁，
f)二萘嵌苯或三萘嵌苯(terrylene)衍生物。
32.如权利要求1～31中任一项所述的光活性组件，其特征在于，下列材料中的一种材料用作n传输层的宿主材料：
a)二萘嵌苯或萘四羧酸二酰亚胺(PTCDI，NTCDI)、二萘嵌苯或萘四羧酸二酸酐(PTCDI，NTCDA)、二萘嵌苯或萘四羧酸二咪唑(PTCDI，NTCBI)的衍生物，
b)富勒烯如C60或C70和其衍生物，
c)酞菁或紫菜碱，其电子亲合力因吸电子取代基如氟或氯而增大，
d)苯醌
e)因取代基如氟、氯、CF3、CN等而增大电子亲合力的低聚物，例如氟化低聚苯，
f)噁二唑衍生物。
33.如权利要求1～30中任一项所述的光活性组件，其特征在于，该光活性层(3a或3b，7b等)主要包括权利要求31所述的给予体类物质和权利要求32所述的接受体类物质。
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