TW201004009A - Polymer wrapped carbon nanotube near-infrared photovoltaic devices - Google Patents

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TW201004009A TW098114385A TW98114385A TW201004009A TW 201004009 A TW201004009 A TW 201004009A TW 098114385 A TW098114385 A TW 098114385A TW 98114385 A TW98114385 A TW 98114385A TW 201004009 A TW201004009 A TW 201004009A
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Description

201004009 六、發明說明： 政府權力 本發明係具美國空軍贊助研究辦公室，批准號 FA9550-07-1-0364，及DAAB0701-D-0602，軍用夜視及電 子感應器指揮部（Army Night Vision and Electronic Sensors
Directorate) (CECOM)之政府支持而為之。美國政府對本發 明具有某些權力。 相關申請案之對照參考資料 本申請案請求美國臨時申請案序號第61/〇49,594號案 (2〇08年5月1日中請），及美國臨時申請案序號第61/110,220 號案(2_年1()月31日）之基於35U S C §U9(e)之利益，其 等之揭示内容在此被全部併入。 【韻^明戶斤屬老^冬奸々真域^ 發明領域
—本揭露内容係有關於有機半導體、碳奈米管、紅外線 光探測器，及光伏電池之領域。 背景 光電裝置係依靠材料之光電性質 測電磁輻射或自周圍電磁輻射產生電力。工生或探 ::性光電子裝置將電磁輕射轉化成電信號或電力。 太陽此電池（亦稱為光伏（"PV")裝窨 Φ , ;罝）係一種特別用以產生 電力之光敏性光電子裝置。光導體 子裝置，其係與監測此裝置之電阻 ;肚® 也係—種光敏性光電 文信號探討電路結合使 201004009 用以探測由於吸收光線之變化。可接收應用之偏置電壓之 光探測器係一種光敏性光電子裝置，其係與測量當光探測 器曝置於電磁輻射時產生之電流之電流探測電路結合使 用。 此三類光敏性光電子裝置可依據如下定義之整流結是 否存在且亦可依據此裝置是否以外部應用電壓（亦稱為偏 壓或偏置電壓）操作而區分。光導體電池不具有整流結且一 般係以偏壓操作。pv裝置具有至少一整流結且係以無偏壓 操作。光探測器可具有一整流結且通常但非總是以偏壓操 作。 當適當能量之電磁輻射入射於有機半導體材料，光子 可被吸收而產生激發分子態。於有機光導性材料，此激發 分子態一般被認為係"激子"，即，呈結合態之一電子-電洞 對，其係以準粒子運送。激子於同碳再結合(“猝滅”），其係 指原始之電子及電洞彼此再結合（其係與和來自其它對之 電洞或電子再結合相反），前可具有可感知之壽命。為產生 光電流，形成激子之電子-電洞典型上係於一整流結分離。 於光敏性裝置之情況，整流結係稱為光伏異質結。有 機光伏異質結之型式包含於一供體材料及一受體材料之界 面形成之供體-受體異質結，及於一光導材料及一金屬之界 面形成之Schottky-障壁異質結。 於有機材料之情況，”供體”及”受體”之用辭係指二接觸 但不同之有機材料之最高佔據分子軌道（"HOMO”）及最低 未佔據分子軌道（"LUMO”）能級之相對位置。若與另一者接 201004009 觸之一材料之HOMO及LUMO能級較低，則此等材料係一 受體。若與另一者接觸之一材料之HOMO及LUM0能級較 高，則此等材料係一供體。於缺乏外部偏差時，對於在供 體-受體結之電子移入受體材料内係能量上有利。 於此使用時，若第一能級較接近真空能級，第一homo 或LUMO能級係”大於，，或”高於”第二HOMO或LUMO能 級。較高之homo能級係相對應於具有相較於真空能級係 較小絕對能量之電離電勢（"IP”）。相似地，較高iLUMO能 ，级係相對應於具有相較於真空能級係較小之絕對能量之電 子親和勢（"EA”）。於具有真空能級於上之傳統能級圖，一 讨料之LUMO能級係高於相同材料之HOMO能級。 —於材料内吸收光子產生激子後’此激子於整流界面解 離。一供體材料會運送電洞，/受體材料會運送電子。 有機半導體之一重大性質係載流子遷移率。遷移率測 量/電荷載流子回應一電場而能經一導性材料移動之輕易 性。於有機光敏性裝置之情況，由於高電子遷移率而較佳 地藉由電子傳導之材料可被稱為電子運送材料。由於高電 同邊移率而較佳地藉由電洞傳導之材料了被稱為電洞運送 材科。由於在此裝置内之遷移率及/或位置而較佳地藉由電 子傳導之層可被稱為電子運送層（"ETL")。由於在此裝置内 之遙移率及/或位置而較佳地藉由電洞傳導之層可被稱為 電同運送("HTL”）。較佳地，但非必要，受體材料係電子運 送材料，且供體材料係電洞運送材料。 如何以載流子遷移率及相對之H〇M〇及LUM〇能級為 201004009 基礎使二有機光導性材料成對作為光伏異質結之一供體受 體係此項技藝已知，且於此未被著重。 於此使用時，”有機”一辭包含可用以製造有機光電子 裝置之聚合物材料與小分子之有機材料。”小分子”係指非 聚合物之任何有機材料，且”小分子”實際上可能相當大。 小分子於某些情況可包含重複單元。例如，使用長鏈烷基 作為取代物不能使一分子自”小分子”種類移除。小分子亦 可被併納於聚合物内，例如，作為一聚合物主幹上之一側 基或此主幹之一部份。小分子亦作為由建構於芯部上之一 系列化學殼部所組成之樹狀化合物之芯部。樹狀化合物之 芯部可為一螢光或磷光小分子發射體。樹狀化合物可為一” 小分子’’。一般，小分子具有一具有隨分子係相同之分子量 之明確化學式，而聚合物具有一具有可隨分子改變之分子 量之明確化學式。於此使用時，’'有機”包含烴基及雜原子 取代之烴基配位子之金屬錯合物。 一有機光敏性裝置包含至少一光活化區域，於其間光 被吸收形成激子，其於後解離成電子及電洞。光活化區域 典型上包含供體-受體異質結，且係光敏性裝置之一部份， 其吸收電磁輻射產生激子，其可解離以便產生電流。 有機光敏性裝置可併納電子阻斷層（EBL)。EBL係描述 於Forrest等人之美國專利第6,451,415號案，其於此被併納 以供其關於EBL揭示内容之參考。EBL(及其它者）係藉由避 免激子自供體及/或受體材料遷移而降低猝滅。一般認為 EBL係自具有實質上大於阻斷激子之相鄰有機半導體之 201004009 LUMO-HQMO能隙衍生其激子_性質。因此，受限制之 激子由於能量考量被禁止存在於咖。雖_於胤所欲地 係阻斷激子，但對於EBL阻斷所有電荷係非所欲的。但是， 由於相鄰能級之性質，EBL可阻斷電荷載流子之一信號。 藉由設計，EBL會存在於二其它層（通常係_有機光敏性半 導體層及-電極或-電荷轉移層）之間。相鄰之電極或電荷 轉移層依情況可為陰極或陽極。因此，於一裝置之特定位 置之-EBL之材料會被選擇以使載流子之所欲信號於其運 送至電極或電荷轉移層不被阻礙。適當之能級對準確保對 電荷運送無障壁存在，避免串聯電阻增加。 需瞭解一材料之激子阻斷性質並非其H〇M〇_LUM〇能 隙之固有性質。一特定材料是否會作為激子阻斷劑係依相 鄰有機光敏性材料之相對HOMO及LUMO能級，與此材料 之載流子遷移率及載流子導性而定。因此，不可能獨立地 鑑別一類化合物為激子阻斷劑而不顧其間可能使用此等化 合物之裝置情況。但是，熟習此項技藝者可鑑定當一特定 材料與一選定材料組使用建構一有機PV裝置時是否作為一 激子阻斷層。EBL之另外之背景解釋可於Barry R Rand等人 之美國專利申請案第11/810,782號案（於2008年1月3曰以 2008/0001144 A1公告，其揭示内容在此被併入以供參考之 用）’及Peumans等人之"Efficient photon harvesting at high optical intensities in ultrathin organic double-heterostructure photovoltaic diodes," Applied Physics Letters 76, 2650-52 (2000)中發現。 201004009 ”電極”及’’觸點"之用辭於此可互換地用以指提供用以 使光產生之電流遞送至一外部電路或提供一偏置電流或電 壓至此裴置之媒介之一層。電極可由金屬或”金屬取代物，， 組成。此間，”金屬”一辭係用以包含由元素純金屬組成之 材料’及由二或更多種元素純金屬組成之材料之金屬合 金。，，金屬取代物”-_指於—般定義錢金屬但具有似 金屬之性質（諸如，導性)之材料，諸如，摻雜之寬帶隙半導 體、簡併半導體、導性氧化物，及導性聚合物。電極可包 含單一層或多數層（”化合，，電極），可為透明、半透明，或不 透明。電極及電極材料之例子包含於Bulovie等人之美國專 Μ第M52’777#b案’及paxthas_hy等人之美國專利第 6,420,031號案（每—者在此被併入以供參考此等個別特徵 之揭示内容)所揭示者。於此使用時，-層若於傳送至少50% 之相關波長之周圍電磁輻射時被認為係，，透明"。 有機光敏I·生袭置之功能性組件通常係極薄且係弱機械 I·生因此’此裳置典型上係組裝於—基材之表面上。此基 材可為提供職結触f之任何適合紐。此基材可為撓 性或剛性，平Μ非平面。此基材可為透明、半透明，或 不透明。剛性之塑料及玻璃係較_性基材材料之例子。 撓性塑料及金屬n係較錢性基㈣料之例子。 用於光活化區域之有機供料及受體之材料可包含有機 金屬化口物包含環金屬有機金屬化合物。”有機金屬”-辭於此使料係、如熟習此項技藝者所-般瞭解者，且係， 例如，於 Gary L. Miessle1^Donald A. Tan•之”Inorganic 201004009
Chemistry，，（第 2版），Prentice Hall (1999)之第 13 章所示。 有機層可使用真空沈積、旋轉塗覆、有機蒸氣相沈積、 有機蒸氣喷射沈積、喷墨印刷，及此項技藝已知之其它方 法製造。 供體及受體層可—雙層處會合，形成一平面異質 結。一摻雜或混合之異質結包含配置於供體材料及受體材 料層間之供體及受體材料之混合物。一塊材異質結於理想 光電流情況係於供體材料及受體材料間具有一單—連續界 面，即使多數個界面典型上存在於實際裝置。混合及塊材 之異質結因為具有多數材料區域而可具有多數之供體-受 體界面。藉由相反型式之材料圍繞之區域(例如，藉由受體 材料圍繞之一供體材料區）可被電隔離，以使此等區域不會 促成光電流。其它區域可藉由滲透路徑（連續光電流路徑） 連接，以使此等其它區域可促成光電流。混合及塊材之異 質結之區多在於供體及受體材料間之相分離程度。於混合 之異質結，其具有極少或無相分離（此等區域係極小，例 如’少於數奈米）而於塊材異質結，具有重大之相分離(例 如’形成具有數奈米至1〇〇 nm尺寸之區域）。隔離之碳奈米 管作為個別區域，且若以足夠濃度存在，可產生滲透路徑。 小分子之混合異質結可藉由，例如，使用真空沈積或 蒸氣沈積共同沈積供體及受體材料而形成。小分子之塊材 異質結可藉由，例如，控制式生長、共同沈積及沈積後退 火或/谷液加工處理而形成。聚合物之混合或塊材異質結 可例如’藉由供體及受體材料之聚合物摻合物之溶液加 201004009 工處理而形成。 一般’平面異質結具有良好之載流子傳導，但差的激 子解離；一混合層具有差的載流子傳導及良好之激子解 離’且一塊材異質結具有良好之載流子傳導及良好之激子 解離’但可能於材料，，凹陷，，端部遭受電荷累積，降低效率。 除非其它陳述’平面、混合、塊材’及摻雜之異質結可於 此間揭露之全部實施例互換地作為供體-受體異質結。 光活化區域可為一 Schottky障壁異質結之部份，其間， 一光導層與一金屬層形成Sch〇ttky接觸。若光導層係Ετχ， 向功函數金屬（諸如’金）可被使用，而若光導層係HTL，低 功函數金屬（諸如，鋁、鎂，或銦）可被使用。於一Schottky 障壁電池，與Schottky障壁結合之一内建電場使激子内之電 子及電洞拉開。一般，此以電場輔助之激子解離並不如同 於供體-受體界面之解離般有效率。 此裝置可與一消耗或貯存電力之一電阻負載連接。若 此裝置係一光探測器，此裝置係與一測量光探測器被曝置 於光線時產生之電流且可施加偏壓至此裝置之探測電路連 接（例如，於Forrest等人之公告之美國專利申請案第 2〇〇5-0110007 A1號案（2〇〇5年5月26日公告）中所述）。若整流 結自此裝置去除（例如’使用單—光導材料作為光活化區 或）形成之結構可作為光導體電池，於此情況，此裝置係 與k號探測電路連接以監測由於吸收光線造成之此裝置 ^之電阻改變。除非其它陳述’此等配置及改良之每一者 可用於此間揭露之圖式及實施例之每一者之裝置。 201004009 有機光敏性光電子裝置亦可包含透明電荷轉移層、電 極，或電荷重組區。電荷轉移層可為有機或無機，且可為 或不為光V活化。電荷轉移層係相似於電極，但不具有此 裝置外部之電連接，域從光電子裝置之—次區段遞送電 1載子至相鄰之次區段。電荷重組區域係相似於電荷轉 移層但I重組光電子裝置之相鄰次區段間之電子及電 洞。電何重組區域可包含半透明之金屬或金屬取代物重組 中心，其包含奈米團簇、奈米顆粒，及/或奈米桿，例如， Forrest等人之美國專利第6 657 378號案；等人之公告 之吳國專利申請案第2006-0032529 A1號案（發明名稱 ”〇rgamC PhotosensitiVe Devices”，2006年2月 16 日公告）；及
Forrest等人之公告之美國專利巾請案^嶋.2彻2 A〗號 案（I 月名稱 Stacked Organic Photosensitive Devices” ’ 2006 年月9日4告）中所述，其每一者在此被併入以供參考其重 、且區域材料及結構之揭示内容。電荷重組區域可包含或不 包含一其間包埋重組中心之透明基質層。電荷轉化層、電 極’或電荷重組區域可作為光電子裝置之次區段之陰極及/ 或％極電極或電荷轉移層可作為Sch〇ttky觸點。 對於有機光敏性裝置之技藝狀態之另外之背景解釋及 况明（包含其—般結構、特性、材料，及特徵），Forrest等人 之美國專利第6,972,431、6,657,378及6,580,027號案，及 等人之美國專利第6,352 777號案在此被併入以供1 全部參考之用。 八 1992年發現之共軛聚合物及富勒烯間之光誘發電荷轉 201004009 移（N.S· Sariciftci等人，Proc. SPLE，1852:297-307 (1993)) 激發大量研究富勒烯於光伏及光電裝置之可能使用。此導 致製造數種使用聚合物及富勒烯之組合物之光伏系統。已 發現富勒烯易光氧化。於多壁碳奈米管-共輥聚合物界面之 光誘發電子轉移之觀察(H. Ago等人，Phys. Rev. B, 61:2286 (2000))激發致力於使用碳奈米管（CNTs)且特別是單壁碳奈 米管（S WNTs)作為光伏裝置之電子受體材料。 第一個報導使用CNT作為一塊材異質結光伏電池之電 子受體係SWNT與聚嗟吩之摻合物，其中，二級數量之光電
Phys，Lett. 80:112 (2002))。於2005年，一光伏效用於以 1.5 μηι (0.8 eV)輻射照射之一隔離SWNT觀察到〇11.1^,八卩口1· Phys. Lett. 87:073101 (2005))。
Kymakis(B. Kymakis及G. Amaratunga, Rev. Adv. Mat. Sci. 10:300305 (2005,)已描述使用碳奈米管作為一以聚（3_ 辛基噻吩）為主之聚合物光伏系統之電子受體。於此系統， 奈米管作為電子受體及電子導體；光電流於大於約1%之 CNT濃度時減少’且作者結論奈米管不促成光電流。
Aj ay an等人（美國專利申請公告第2006/0272701號案） 描述使用SWNT作為一使用共價附接之有機染料作為光反 應組份之光伏裝置之電子運送組份。更近期，Mitra等人相 似地使用SWNT作為一以c6〇-有機半導體異質結為主之光 伏裝置之電子運送組份（C. Li.等人，J. Mater. Chern. 17, 2406 (2007); C. Li及S. Mitra, Appl· Phys. Lett. 91, 253112 12 201004009 (2007))。此寺裝置使用SWNT作為電子接受及電子傳導元 件。先前之工作者注意到此等裝置内之金屬SWNT提供用於 電洞及電子重組之短電路路徑，且揣測若隔離之半導性 S WNT被使用時此裝置會更有效率(E· Kymakis等人，J. Phy s. D: Appl. Phys. 39，1058-1062 (2006); Μ· Vignali等人， http://re.jrc.cec.eu.int/solarec/publications/paris_ polymer.pd f (未更新)）。但是，於此等設計使用半導性SWNT僅使用 SWNT作為接受電子及傳導電子之元件，而非作為光產生之 激子之來源。現存及提議之裝置並未利用半導性SWNT之光 電性質。 現今’用於生長SWNT之所有合成方法造成非均質之 SWNT混合物，其係於其結構參數（長度、直徑，及手性角） 改變，因此’於其電子及光學性質（例如，導性、電能帶隙， 及光能帶隙）具變化(M. S. Arnold, A. A. Green, J. F. Hulvat 等人，NatureNanotech. 1(1)，60 (2006); M. S· Arnold，S. Ι· Stapp,及M. C. Hersam, Nano Letters 5 (4), 713 (2005); R. H. Baughman, A. A. Zakhidov，及 W. A. de Heer，Science 297 (5582)，787 (2〇02)。迄今報導之所有報導之以CNT為主之光 伏裝置使用此等混合物。 最近改進包含於各種基材（諸如，聚對苯二甲酸乙二醋 (PET)、玻璃、聚曱基丙烯酸曱醋（PMMA)，及石夕）上之CNT 薄膜之製造方法(Y- Zhou, L. Hu, G. Griiner，Appl. Phys. Lett. 88:123109 (2006))。此方法結合真空過據產生CNT塾
材及轉印技術，且能使具高均勻性之大面積高導性之CNT 13 201004009 膜控制式地沈積及形成圖案。此等膜係普遍使用之電洞收 集電極材料（氧化銦錫（ITO)，其係昂貴且仍與捲對捲式 (roll-to-roll)之製造處理不相容）之一可能另類選擇。 碳奈米管之性質大部份係受管直徑及扭曲度影響。經 校直之管及具扭曲之管皆可為金屬或半導性，其係依周向 之能量狀態是否通過稱為費米（Fermi)點而定。於費米點， 價帶及導帶會合，而能於管之周向傳導。具有正確之直徑 及手性組合之管於此管之整個長度會於其格柵結構周邊附 近擁有一組費米點。此等管會顯示似金屬之傳導。若直徑 及手性未產生一組費米點，此管會展現半導性之行為（P. Avouris，Chemical Physics, 281: 429-445 (2002))。 除費米點之相配外，管之圓柱形狀及直徑影響電子經 由其間量子態存在於此管周邊之路徑之運送。小直徑之管 會具有具低數量之可利用能態之高周邊能帶隙。當管直徑 增加，能態數量增加且周邊能帶隙減少。一般，能帶隙係 與管直徑成反比例。 再者，電子之波性質係使駐波能於碳奈米管附近徑向 地建立。此等駐波、於小直徑管缺乏傳導態，及單層厚度 之石墨片材結合抑制管周邊附近之電子移動，且迫使電子 沿管軸運送。 但是，若費米點相配存在，除轴向傳導外，電子運送 亦會於管周邊附近發生，而能增加電子運送選擇及金屬傳 導特性。當管直徑增加，管周邊容許更多之能態，且此亦 易降低能帶隙。因此，當僅容許軸向傳導時，此管係展現 14 201004009 半導性之行為。當軸向及周向皆容許時，此管展現金屬性 傳導。 現存有機光伏裝置之功率輸出尚未能與傳統之以矽為 主之光伏裝置競爭。除除較不具效率及類似其它薄膜方式 外，其於曝置於空氣時亦易氧化降解，且需封裝。因矽太 陽能電池之成本及脆弱性，及易製造且不昂貴之有機等化 物之承諾，仍需更有效率且更安定之有機光伏及光電裝 置。再者，因為有機材料對紅外線及近紅外線輻射之差敏 感性，仍需於以紅外線及近紅外線輻射照射時能有效率地 產生激子之有機光伏材料。 因為光產生之電子-電洞對之強結合能，半導性CNT即 使其強的近紅外線能帶隙吸收，其對於作為光電子裝置之 光學吸收組份仍僅具有限衝擊。 C發明内容3 概要 f 本揭露提供其間半導性碳奈米管作為有機光導材料， k, ·' 即，作為捕光組份之光電及光伏裝置。特別地，本揭露係 描述使用碳奈米管作為薄膜裝置結構内之用以探測紅外線 輻射之材料。於此等裝置，半導性碳奈米管作為電子供體， 且光產生電荷之分離發生於半導性碳奈米管及有機半導體 間之一異質結。適當選擇半導性碳奈米管之直徑及光能帶 隙可被用以改變光伏裝置於光譜之可見光至近紅外線區域 之響應性。代表性之材料、裝置結構，及用於製造此結構 之程序係於此概述。 15 201004009 依據本揭露之〜實施例，絲裝置之光活 ㈣及供體層之至少一者或二者包含碳奈米管。= 二返使用碳奈米管作為大面積光電子裝置之光學活性: 於—實施例，〜光伏裝置包含-第一電極、 。，及—置於第一電極及第二電極間 活化语 且，、/、寺電連接之光 俾❹化區域進—步包含—於第―電極上形成之 展％ ’及—於供體層上形成之受體層，以使體層及受體 2成-供體·受體異質結，其中，受體層或供體層包含一 ΛΚδ物-裹覆之碳奈米管層。 —命於另—實施例，一光伏裝置包含一第一電極、一於第 处電極上形成之供體層、一於供體層上形成之塊材異質 ’、中，塊材異質結包含置於一有機電子受體内之聚合 物-茅潘 、復之碳奈米管。一受體層係於塊材異質結上形成，且 —^ 一广〒、 龟極係於受體層上形成。受體層或供體層可包含一 ，σ物、裹覆之碳奈米管層。 發明人已發現CNT内之激子（結合之電子_電洞對）可藉 、電子党體（諸如’蒸發之C6〇)使CNT界面連接而有效解 離。胳、 〜以富勒烯為主之材料形成一具足以造成電子自 CNT轉移至蒸發之C6〇之能帶/轨道偏移之供體-受體異質 ° 胥機半導體之可見光吸收度及CNT之近紅外線吸收度 <、、、°合造成對波長於400-1400 nm改變之電磁照射之寬能 帶敏感性。 圖式簡單說明 16 201004009 第1A及1B圖例示本揭露之平面異質結實施例之結構。 第2A-2D圖例示本揭露之塊材異質結實施例之結構。 第3A及3B圖例示本揭露之另外之塊材異質結實施例 之結構。 第4圖顯示藉由使一碳奈米管膜沈積於 ?1^：〇八(3,4,9，10-花-四羧基_雙二酐）上而形成之一平面異 質結之結構。
第5圖顯示於黑暗中且以模擬之太陽近紅外線輻射照 射之異質結之電流_電壓曲線。 第6圖顯示對於不同吸收波長之CNT之導帶（CB)及價 帶(VB)能量與對於可接受供體或受體之需要能量。 第7圖顯示於65〇 nm激發之懸浮於曱笨内之聚合物-裹 覆之碳奈米管之光致發光性。 弟圖.’、、員示自甲本〉谷液以手術刀切割之含有ppO及Cnt 之厚膜之光欵發光強度。 ^ Μ絲貝不 /、〜Wi^viu-rrv珂笊玳管之比例（0 重里。十）之t合物-裹覆之碳夺米營π里挤 構之例子。 以二極體之舞 第9B圖顯示第9A圖之裝置之電 第9CISI >./- 电堡特徵。 弟9C圖顯示第9A圖之裝置之光 第犯圖顯示第9A圖之裝置内部^析之光響應性。 物裹覆之碳奈米管之吸收度。-子效率剛及聚合 第10A圖係依據本揭露之一實 ^ Φ ^ /r 1〗之一聚合物裹覆之 “h/c60異質結之示意能級圖。 17 201004009 第10B及10C圖係二對照裝置之示意能級圖。 第11A圖顯示一具1:1之MDMO-PPV對奈米管之比例 (以重量計）之聚合物裹覆之碳奈米管/C6〇異質結二級體之 結構之另一例子。 第11B圖顯示第11A圖之裝置之電流-電壓特徵。 第11C圖顯示第11A圖之裝置之光譜解析光響應性。 第11D圖顯示第11A圖之裝置之内部量子效率（IQE)及 聚合物裹覆之碳奈米管之吸收度。 如上參考圖式中所示之特徵係示意地例示且非依比例 繪製，亦非以精確位置關係顯示。相似參考編號指示相似 元件。
【實方方式I 詳細說明 於下列較佳實施例之詳細說明，係參考形成其一部份 且其中係以可實施本發明之例示特別實施例顯示之附圖。 需瞭解其它實施例可被使用且結構變化可於未偏離本發明 之範圍下為之。 依據本揭露之一實施例之一有機光敏性光電子裝置可 用以，例如，探測入射電磁輻射，特別是紅外線及近紅外 線光譜之電磁輻射，或作為產生動力之太陽能電池。本發 明之實施例可包含一陽極、一陰極，及一位於陽極及陰極 間之光活化區域，其中，半導性聚合物-裹覆之碳奈米管及 一有機半導體於光活化區域内形成一異質結。光活化區域 係光敏性裝置之一部份，此裝置吸收電磁輻射產生可被解 18 201004009 有機光敏性光電子裝置亦可包含 離以便產生電流之激子。 至少一透明電極以使入射輻射藉由此裝置吸收。 由碳奈米管形成之-有效率之光敏性光電子裝置含有
受體材料之 LUMO需比以碳奈米管為主之供體之導帶（cb)更少（更具負 性）°CB及VB之能量與可接受之供體或受體之所需能量係 顯示於第6圖（見R·B·WeiSman等人NANOL·ETτ 3 (2003))。 於此使用時，”整流結"一辭表示一界面具有—非對稱 生之傳導特徵，即，此界面支持:¾¾方向係較佳之電子電 荷運送。”半導體”一辭表示當電荷載流子藉由熱或電磁激 發而誘發時會傳導電力之材料。”光導"一辭一般係有關於 其間電嵫輻射能被吸收且藉此被轉化成電荷載流子之激發 能以使此載流子能於一材料内傳導（即，運送）電荷之方法。 ’’光導材料”一辭係指可利用其吸收電磁輻射之性質產生電 荷載流子之半導體材料。於此使用時，"頂部"意指最遠離 基材’而”底部”意指最接近基材。可具有中間層（例如，若 一第—層係於一第二層之，，上面，，或"上方’除非特別指出 第一層係與第二層”呈物理接觸，，或，，直接於其上"，但是，此 並不排除表面處理（例如，使第一層曝置於氫電漿）。 參考第1A及1B圖，光伏裝置100A及100B之二平面異質 結實施例之結構被揭露。光伏裝置100A包含一導性陽極層 19 201004009 110A、-形成於陽極層舰上之電子供體層一形成 於供體層12GA上之電子受體層謝，及1彡成於電子受體 曰130A上之‘ft陰極層15QA。於此實施例，—聚合物-裹覆 之碳奈米管薄_成電子供體層麗。_平面異質結於電 子供體層12GA與電子受體層舰間形成1子供體層霞 及電子受體層13GA形成裝置腿之光活化區域ΐ22Α。較佳 地’聚合物-裹覆之碳奈米管(PW.CNT)係、實質上半導性之聚 5物 < 復之單土石厌奈米管（p w_s WNT)。雖然係 較佳’但包含多壁碳奈米#之聚合物_裹覆之碳奈米管係於 此間揭露之本發明之範圍内。因此，於此間呈現之各種實 施例，當PW-SWNT於關於PV裝置中被述及時，此等實施例 僅係例子’且-般使用PW_CNT之其它實施例（包含聚合物_ 辰覆之多壁碳奈米管）係於本揭露之範圍内。 當PW-CNT作為電子供體，用於形成電子受體層ι3〇Α 之適合有機半導體不受限地包含具有_4〇eV之LUM〇之 C60、具有-4_leV之LUMO之[84]PCBM([6,6]-苯基c84丁酸甲 基酯）、具有-4.4eV之LUMO之F16-CuPc、具有-4.0eV之 LUMO之PTCBI(3,4,9，l〇花四缓雙笨并啼。坐）、具有_4.7ev之 LUMO 之 PTCDA (3,4,9，10 花-四敌二酐），或具有 _4.5ev 之 LUMO之聚（苯并°米。坐苯并菲羅琳）、具有3.9e\^LUMO之 TCNQ(7,7,8,8-四氰基喹二曱烷）、具有52eV：^LUM〇之 F4-TCNQ(四氟四氰基喹二甲烷）等。 用於電子受體層130A之有機半導體較佳係能有效率地 使電子遞送至陰極150A，或至一電子運送層。用於電子受 20 201004009 體層130A之此等適合之有機半導體典型上具有比碜奈米管 之LUMO更低能置之LUMO，如此自經照射之碳奈米管（較 佳係PW-SWNT)之電子轉移係快速且不可逆。 有許多可與半導性PW-CNT形成整流結異質結之不同 之有機半導體’造成光產生之電荷之電荷分離及電荷轉移 及光伏效應。對於具有leV之光能帶隙及〇.5eV之激子結合 能之CNT，預期之HOMO-LUMO或電能帶隙會係1.5 ev。 卩 假設p-型摻雜及採用4.6 eV作為功函數（見V. Barone, J. E.
Peralta，J_ Uddin等人，J, Chem. Phys. 124(2) (2006)之計 算），LUMO或導帶相對於真空會位於3 5 eV，而HOMO或 價帶會位於距真空5.0 eV。因此，此一半導性pw-CNT會形 成一具蒸發之C6〇作為電子受體之整流結異質結。 如上所示，半導性CNT之真正帶能級係依其直徑、手 性扭轉、電能帶隙、光能帶隙、局部介電環境，及摻雜而 定。因此，依奈米管之結構及有機半導體之性質而定，半 導性CNT可作為與另一有機半導體之異質結中之電子接受 W 、 材料或電子供應材料。除小分子有機半導體外，導性聚合 物亦可作為電子接受或電子供應之材料。 於第1B圖所示之實施例，光伏裝置10〇b包含一導性陽 極層110B、一形成於陽極層110B上之電子供體層i2〇b、一 電子受體層130B，及一導性陰極層15〇b。於此實施例，一 聚合物-裹覆之碳奈米管薄膜形成電子受體層13〇B。一平面 異質結係於電子供體層120；8及電子受體層13〇B間形成。電 子供體層120B及電子受體層130B形成裝置1〇(^之光活化 21 201004009 區域122B。 較佳地’聚合物-裹覆之碳奈米管係實質上半導性之 P W-S WNT。碳奈米管可為單壁或多壁。多壁奈米管含有於 管内同中心地配置之多數石墨層。一般，SWNT展現比多壁 奈米管更佳之電性質。可大量購得之SWNT—般係使用高壓 一氧化石厌（HiPCO®)方法（諸如’可得自Unidym 〇f Menlo Park, California，U.S.A獲得之HiPCO®奈米管）或電弧放電 方法（諸如，Carbon Solutions Inc.之P3奈米管，其係具有親 水性叛基連接之二開放端部之經純化之電弧放電奈米管） 製造。 於此使用時，，，實質上半導性之PW_SWNT"係指其間至 乂、80重里/〇之奈米管係具半導性品種（即，非金屬性）之 PW-SWNT族群。需瞭解當導性奈米管之分率減少，光探測 裝置之光活化區域之奈米管密度可被增加，同時維持極低 可能性之滲透導性路徑。因此，於較佳實施例，至少9〇% 之奈米管係具半導性品種，且於更佳實施例，至少95%係 具半導性品種。於最佳實施例’至少99%之奈米管係具半 導性品種。 於一典型CNT混合物，三分之一之CNT於性質上係金 屬，而剩餘之三分之二係半導性，且光能及電能帶隙係約 略與直徑呈相反地改變。此異質性由於與金屬CNT之存在 有關之;放子猝滅及非整流結電路徑而呈現對於自製得之 CNT混合物製造有效率之光伏太陽能電池之阻礙。隔離之 半導性碳奈米管之製備對於產生有效率之有機_半導體_半 22 201004009 導性碳奈米管異質結光伏太陽能電池係需要。現今，隔離 半導性SWNT之唯一方法係經由後合成加工處理方法。 現今’一些此等加工處理方法存在用於以實驗室規格 富豐或隔離半導性。此等方法包含”建設性破壞"(P.C. Collins, M.S. Arnold,及P. Avouris, Science 292(5517), 706 (2001));單層薄膜内之金屬CNT之選擇性蝕刻（G.X..Zhang, P.F. Qi, X.R. Wang等人，Science 314(5801), 974 (2006));以 介電泳動為主之場流分級（H.Q. Peng, N.T. Alvaret, C. Kittrell等人 ’ J. Amer. Chem. Soc· 128(26), 8396 (2006));及 DNA-衷覆之CNT之離子交換色譜分析術（m. Zheng, A. Jagota，M.S. Strano等人，Science 302(5650)，1545-1548 (2003))。但是，許多此等技術之功效(獲得之半導性CNT之 比例）係有限或不清楚’且對此等技術係重大缺失而使其對 於生產可用數量之半導性CNT係不實際。 當PW-CNT作為電子受體時，用以形成電子供體層 120B之適合有機半導體不受限地包含具有_4.97eV之 HOMO 之 BTEM-PPV(聚（2,5-雙（1，4,7,10-四噁十一烷基）-1,4-苯乙炔）、具有-4.5eV之HOMO之聚(3-癸氧基噻吩）、具 有5.3eV之HOMO之CuPc(S太菁酮）、具有5_4eV之HOMO之 NPD(4,4’-雙（N-(l-萘基）苯基胺基）聯苯）、具有5 〇eV之 HOMO之并五苯、具有5.4eV之HOMO之并四笨等。用於電 子供體層120B之有機半導體需能使電洞有效率地遞送至陽 極110B或至一電洞運送層。用於電子供體層i2〇B之適合之 有機半導體較佳係具有比碳奈米管之HOMO更高能量之 23 201004009 HOMO者，如此，自經照射之CNT之電洞運送（電子運送至 CNT)係快速且不可逆。 於二實施例100A及100B，一選擇性激子阻斷層！ 4〇a， 140B可個別設於光活化區域丨22A，122B及陰極層i5〇A， 150B間。另外，一選擇性之激子阻斷層U5A，U5B可個別 設於光活化區域112 A，122B及陽極層11 〇 A，110B間。一陽 極平滑層亦可置於陽極及供體。陽極平滑層係描述於 Forrest等人之美國專利第6,657,378號案，其在此被併入以 供參考其有關於此特徵之揭示。 聚合物裹覆 碳奈米官於製得時係高度聚結及成束。為獲得有效之 光吸收及激子分裂及避免激子猝滅，此等管需被拆解。此 係經由一已知聚合物裹覆方法為之。碳奈米管被置於一聚 合物溶液内，且適當溶劑及碳奈米管係使用一高功率喇队 型超音波震碎儀（細胞破碎儀）分離。若一適當之聚合物被使 用（各種之聚。塞吩聚合物、聚苯乙炔聚合物，及聚苟聚合物 衍生物等）’聚合物會以聚合物上之可溶性側基裹覆產生— 只 材料存在於此 可溶性之碳奈米管聚合物錯合物。此聚合物裹覆之主要目 的係懸浮個別之奈米管。會與碳奈米管形成一供體_受體異 質結以促進激子分裂之聚合物對於裹覆材料並非必要、 要可與PW-CNT形成供體-受體異質結之另 裝置。 於碳奈米管被聚合物裹覆及助溶後，—光伏裝置可藉 由使其等併納於一供體或受體分子或聚合物内（若需要)°，及 24 201004009 鑄製成一裝置而製造。產生具有足夠碳奈米管以吸收可察 覺量之光線之一光伏裝置可能需要一產生滲透網絡之足夠 高濃度之碳奈米管（於此膜内大於〜1重量％之碳奈米管）。此 意指接觸一半導性碳奈米管之任何金屬碳奈米管會作為激 子摔滅中心且會激烈地降低光伏裝置之效率。再者，金屬 碳奈米管可能藉由產生橫過整個電池厚度之金屬纖維導致 降低之分流電阻而使此裝置短路。為避免此現象，碳奈米 管藉由諸如密度梯度超離心作用之方法分類，以使接近所 有之金屬碳奈米管被移除且激子之猝滅顯著減少。 於某些實施例，諸如聚[2-甲氧基-5(3’，7’-二甲基辛氧 基）-1,4-苯乙炔](MDMO-PPV)、聚[2-曱氧基-5-(2’-乙基-己 氧基)-1,4-苯乙炔](MEH-PPV)及聚（9,9-二辛基苟基-2,7-二 基）（PFO)之光活化聚合物可被用以裹覆及溶解碳奈米管。 於此等實施例，裹覆CNT之光活化聚合物吸收光產生激 子，其於與CNT獨立之裹覆聚合物-與-碳奈米管或裹覆聚合 物-與-有機(供體或受體)之界面處分離。 可用以裹覆SWNT之光活化聚合物之其它例子係： PFO :聚（9,9-二辛基苟基-2,7-二基)及具有相同主幹及不同 助溶劑之聚合物，諸如，PFH--聚（9,9-二己基芴基-2,7-基) 或聚[9,9-二-(2-乙基己基)-芴基-2,7-二基]。另一擴展係共聚 物有時可被使用（PFO及另一單體間交替，諸如，聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-交替-(1，4-笨乙炔)]、聚[(9,9二辛基芴 基-2,7-二基)-交替-(蒽乙炔)]，，或聚[9,9-二辛基芴基-2,7二 基]-共-1,4-苯并-{2,Γ-3}-噻二唑)]。 25 201004009 另一例子係以苯乙炔為主之聚合物：諸如，MDMO-PPV--聚（2-曱氧基-S-(3,7-二曱基-辛氧基）-1,4-苯乙炔）或 MEH-PPV-聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯乙炔]及具 相同主幹及不同助溶基之聚合物，諸如，聚[2,5-雙（3,7-二 曱基辛氧基)-1，4-笨乙炔]。有時主幹係交替，諸如，共聚 物可被使用（PFO及另一單體間交替，諸如，聚[(9,9-二辛基 芴基-2,7-二基)-交替-(1,4-苯乙炔)]、聚[(9,9二辛基芴基-2,7-二基)-交替-(蒽乙炔）]，或聚[9,9-二辛基芴基-2,7二基]-共 -1,4-苯并-{2，1’-3}-噻二唑)]。 諸如P3HT或使用其用助溶劑者之以噻吩為主之聚合 物可被使用：P3BT--聚（3-丁基-噻吩-2,5-二基）；P3HT--聚（3-己基噻吩-2,5-二基）；P30T--聚（3-辛基-噻吩-2,5-二基）； P3DT--聚（3-癸基噻吩-2,5-二基）等。有時，主幹交替物（諸 如，共聚物）可被使用（PFO與另一單體間交替），諸如，聚 [(9,9-二辛基芴基2,7-二基)-交換-(1,4-苯乙炔)]、聚[(9,9-二 辛基芴基-2,7-二基)-交換-(蒽乙炔)]，或聚[9,9-二辛基芴基 -2,7-二基]-共-1,4-苯并-{2,Γ-3}-噻二唑)]。其它導性聚合物 主幹，諸如，PPE聚合物：聚（2,5-二辛基-1,4-亞苯），具相 同加成及低能帶隙之聚合物，諸如，聚[2,6-(4,4-雙-(2-乙基 己基）-4H-環戊[2,1 -b;3,4-b]-二噻吩）-交替-4,7-(2,1,3-苯并 噻二唑）](PCPDTBT)亦適合。主幹或交替單元可作改變。 第7圖顯示懸浮於甲苯内之聚合物-裹覆之碳奈米管於 650 nm激發之光致發光性，顯示裹覆與MDMO-PPV操件良 好，且對於某些碳奈米管手性，PFO產生更為較亮之光致 26 201004009 發光性。信號強度係個別分散之碳奈米管量之指示器。聚 結及成束之奈米管因為由於與半導性奈米管接觸之金屬奈 米管而造成猝滅而未顯示光致發光信號。此證明MDMO於 其使碳奈米管於曱苯内溶解之能力係可與MEH-PPV相比 擬。此暗示對側基之微量改變不會顯著改變裹覆效率且許 多相似聚合物可被使用。 MDMO-PPV裹覆賦予碳奈米管於有機溶劑内之溶解 性’因而促進其以溶液為主之加工處理。MDMO-PPV亦被 預期使碳奈米管彼此有效地隔離，因而使光活化半導性奈 米管及任何猝滅之金屬奈米管間之直接電子偶合達最小。 於發明人之實驗，碳奈米管係先以半導性聚合物，聚 [2-曱氧基-5-(3’，7'-二曱基辛氧基)-1,4苯乙快](MDMO-PPV) 裹覆。直徑於0.7-1.1 nm改變之高壓一氧化碳(HiPCO)生長 之奈米管因為確保擴大至1400 nm波長之光譜響應性而被 使用。MDMO-PPV裹覆之奈米管係藉由離心作用純化以便 移除奈米管束及不可溶之材料。聚合物-奈米管混合物係於 惰性氮氛圍内藉由刮刀塗敷於以熱氧化銦錫（ITO)塗覆之 玻璃基材上。蒸發C 6 ◦薄膜係熱蒸發於聚合物-奈米管混合物 之頂部以形成供體-受體界面，其後係1〇 nm之2,9-二甲基 -4,7-二苯基-1,10-菲羅淋(BCP)之緩衝層，然後，係Ag陰極。
第8圖顯示發明人對[84]PCBM之實驗結果，其證明由 於第6圖所述之能級之理論性猝滅係相對較正確。第8圖所 示之數據係取自從甲苯溶液之以刮刀處理之薄膜。含有 PFO及CNT之膜係添加芴添加劑之效用之參考。[84]PCBM 27 201004009 之添加使於探測波長（於650 nm激發時係950至1350 nm)之 所有奈米管發光性完全猝滅，表示[84] PCBM能級係比 LUMO減去激子結合能更深，且造成CNT中之激子有效分 裂。此表示[84] PCBM對於CNT上之激子分裂係一有效材 料。因此，[84] PCBM係一與作為光導性材料之實質上半導 性PW-CNT結合使用之有效電子受體材料。 參考弟9A_9D圖’第9A圖所示之具1:1之]VIDMO-PPV對 奈米管比例（以重量計）之P W-CNT/C6〇異質結二極體之電流 -電壓特徵（第9B圖）及光譜解析光響應性（第9C圖）被描述。 此裝置之層厚度係於第9A圖提供。二極體於黑暗條件下具 有多於4等級數量之整流比（第9B圖）。正偏電流-電壓特徵係 依循具2_5之二極體理想因子及12〇 Q之_聯電阻之 Shockley二極體方程式。參考第9c圖，於〇v偏壓（續·製線92) 及-0.5 V偏差（繪製線93)之二極體之近紅外線響應性與於去 離子屮0内之膽酸鈉水性表面活性劑溶液内之隔離半導性 CNT之吸收光譜（繪製線94)比較。光響應性係以約4〇 mev 從溶液吸收光譜向紅光位移，但依循相同形狀。於〇v (繪 製線92)及-0.5V(繪製線93)時此裝置於1155nm之峰值光響 應性個別係約10及17 mA/W。相比較，無碳奈米管之對照 裝置之響應性於近紅外線係不可測量(<〇」μΑΛν)。 弟9D圖係第9Α圖之裝置之内部量子效率（iqe)之、纟會圖 (見實線95)。IQE係此裝置於-0.5V偏差下之光響應性（第9C 圖中之繪製線93)對PW-CNT之近紅外線吸收度（第9D圖之 虛線97))之比例。PW-CNT之近紅外線吸收度（虛線97)係藉 28 201004009 由測量此裝置之光譜解析反射率，然後，扣除由於ITO之吸 收而里化。如所不’於近紅外線之峰值於1〇〇〇至135〇 nm 之見光缙範圍係超過約2〇%。相當大之IQE表示具有對於此 裝置内之激子解離有利之機構。 為測試於吾等之裝置内之活性/解離界面係 pw-cnt/C6〇界面之假設，發明人製造其間pw_CNT/c仙界面 被破壞之二對照裝置結構。此等結構之示意能量圖係顯示 於弟10B及10C圖。於第1 b圖所示之第一對照裝置結構，一 40 nm之亞酞菁（subpc)層14係插置於PW_CN1^ u及經蒸 發之Go I3之間以破壞PW_CNT/C⑹界面。SubPc之homo及 LUMO能量係相似於MDMO-PPV者。第二對照裝置結構被 製造以測試MDMO-PPV裹覆之碳奈米管層本身内之激子解 離。於此結構，經蒸發之層13被移除，且一pF〇緩衝層 15被插置於ITO及PW_CNT層丨丨間作為一電洞運送層以避 免奈米管直接橋接陽極及陰極。第二對照裝置結構之相對 應能量圖係顯示於第i〇c圖。 源自PW-CNT之近紅外線響應性未於任一對照裝置觀 察到（響應性<〇·1 // A/W)，表示於pw-CNT/ITO、 PW-CNT/SubPc，及PW-CNT/MDMO-PPV界面無顯著之用 於激子解離之趨動力。對近紅外線照射響應之可測量之光 電流僅於P W-CNT/C^o界面維持完整時觀察到。 第10A -10C圖顯示各種有機半導體與（8,4)半導性 PW-CNT間之預期之能量校直。（8 4)奈米管具有〇 84 ηηι之 直徑及於1155 nm於聚合物基質内之一預期光能帶隙。奈 29 201004009 米管之電子親和勢（EA)及電離電勢（IP)係自Spataru等人， Excitonic effects and optical spectra of single-walled carbon Physical Review Letters 92(7) (2004)，及
Perebeiaos 等人，Scaling of excitons in carbon nanotubes, Physical Review Letters 92(25) (2004)之奈米管電子能帶結 構之第一原理計算及Barone等人，Screeneii exc/mwge density-functional study of the work function of pristine and doped single-walled carbon nanotubes, Journal of Chemical Physics 124(2) (2006)之功函數而決定。經蒸發之C6G之電子 結構之第一原理計算顯示奈米管之EA與經蒸發之C6〇之 LUMO間0.2eV之偏移被預期（見第1 〇A及10B圖）。為了比 較’具3.5之相對介電容率之（8,4)半導性PW-CNT之激子之 結合能被預期係〇·1 eV。因此，能量偏移需足以造成激子解 離及使電荷從碳奈米管轉移至經蒸發之C60。 相反地’ MDMO-PPV及碳奈米管界面之激子解離不應 被預期。相反地，預期此二材料會形成一跨立式之】型異質 結’其間’碳奈米管之IP及EA係位於MDMO-PPV之HOMO 及LUMO能級内。MDMO_PPv及碳奈米管間之跨立式j型異 質結之存在已藉由光致發光之光譜術以實驗支持，其間， 來自聚合物-裹覆之半導性礙奈米管之強烈光致發光性響 應I&物吸收能帶之直接光激子而於奈米管之光能帶隙觀 察到。 上述之平面異質結可藉由使一有機半導體薄膜直接沈 積於一CNT滲透網絡上而形成。一電子運送及/或激子阻斷 30 201004009 層14〇A可選擇性地添加’其後沈積陰極層150A，產生第ΙΑ 圖所不之光伏裝置結構100Α。另外，一CNT薄膜可被壓印 於沈積於一陽極上之一有機供體材料薄膜上。沈積選擇性 之電子運送及/或激子阻斷層140B，其後係陰極層150B，產 生第18圖所示之光伏裝置結構100B。 CNT之滲透網絡膜薄可藉由直接生長、經由多孔性膜 真空過濾、以喷灑為主之沈積策略、旋轉塗覆、逐層沈積 方式、介電泳動，及蒸發而製備。 第2A-2B圖顯示一光伏裝置200A及200B之二混雜平面 -塊材異質結實施例。參考第2A圖，光伏裝置200A包含一導 性陽極層210A及一形成於陽極層210A上之塊材異質結層 220A，其包含置於一有機電子供體内之聚合物裹覆之碳奈 米管。一電子受體層230A係形成於塊材異質結層220A，且 一導性陰極層250A係形成於電子受體層230A上。塊材異質 結層220A及電子受體層230A形成裝置200A之光活化區域 222A。另外，層220A及230A可被建構成使層220A内之聚 合物裹覆之碳奈米管及層230A之電子受體材料形成一塊材 異質結。 用以形成塊材異質結層2 2 Ο A之適合有機半導體供體材 料不受限地包含BTEM-PP V(聚（2,5 -雙（1,4,7,10-四噁十一烷 基）-M-苯乙炔）、聚〇癸氧基噻吩）、CuPc(酞菁酮）、 NPD(4,4’-雙(N-(l-萘基）笨基胺基)聯苯）、并五苯、并四苯 等。用於電子受體層230A之適合有機半導體不受限地包含 蒸發之C60、[84]PCBM([6,6]-苯基CS4 丁酸甲基酯）、 31 201004009
F16-CuPc ' PTCBI(3,4,9，10 茈四羧雙笨并咪唑）、PTCDA (3,4,9，10花-四幾二酐），或聚（苯并咪„坐苯并菲羅淋）、TCNq (7,7,8,8-四氰基喹二曱烷）、F4_TCNQ(四氟四氰基喹二曱 烷）等。 參考第2B圖，光伏裝置實施例2〇〇b包含一導性陽極層 210B及一形成於陽極層21〇B上之電子供體層22〇B。一包含 聚合物袤覆之碳奈米管之塊材異質結層23〇B係置於一形成 於供體層220B上之有機電子受體材料内，且一導性陰極層 250B係形成於塊材異質結層23〇3上。塊材異質結層23〇B及 電子供體層220B形成褒置200B之光活化區域222B。 用以形成塊材異質結層23 0B之適合有機半導體受體材 料不受限地包含蒸發之C6〇、[84]PCBM([6,6]-笨基C84丁酸曱 基酯）、F16-CuPc、PTCBI(3,4,9，l〇3£ra 羧雙笨并咪唑）、 PTCDA(3,4,9，10茈-四羧二酐），或聚（苯并咪„坐笨并菲羅 琳）、TCNQ(7,7,8,8-四氰基喹二甲院）、F4_TCNQ(ra氟四氰 基啥二曱烧）等。用於電子供體層22〇b之適合有機半導體不 受限地包含BTEM-PPV(聚（2,5-雙（1，4,7,10-四噁十一烷基）_ 1,4-苯乙炔）、聚(3_癸氧基噻吩；)、CuPc(酞菁銅）、NPD(4,4，-雙(N-(l-萘基）苯基胺基)聯笨）、并四苯、并五苯等。 依據第2C圖例示之另—實施例2〇〇c，光活化區域222C 内之電子受體層230C及電子供體層220C皆可為包含聚合 物-裹覆之碳奈米管及個別之受體型或供體型之有機半導 體材料之塊材異質結。 於2D圖’依據另一實施例之一塊材異質結Pv裝置2〇〇d 32 201004009 被顯示。裝置2〇OD包含一導性陽極層210D、一導性陰極層 250D ’及一設於此二電極間且與其等電連接之塊材異質結 層220D。塊材異質結層220D包含置於一有機半導體材料(可 為此間揭露之有機電子受體或電子供體之材料）内之聚合 物-裹覆之碳奈米管。於此實施例，塊材異質結層220D形成 此裝置200D之光活化區域。選擇性地，一或多數之激子阻 斷層可設於此裝置内。一激子阻斷層215D可設於陽極層 210D及塊材異質結層220D之間。另一激子阻斷層240D可設 於陰極層250D及塊材異質結層220D之間，其可與第一激子 阻斷層215D連接或與第一激子阻斷層215D獨立。 於200A、200B、200C及200D之裝置，較佳地，聚合物_ 裹覆之碳奈米管係實質上半導性之PW-SWNT。一選擇性之 激子阻斷層240A，240B，240C可個別設於光活化區域 222A，222B ’ 222C 與陰極層 250A，250B，250C之間。另 外，一選擇性之激子阻斷層215A，215B，215C可個別設於 光活化區域222A，222B，222C與陽極層 210A，210B，210C 之間。一陽極平滑層亦可位於陽極及供體之間。
第3A-3B圖顯示光伏裝置之另外之混雜平面_塊材異質 結實施例300A及300B。參考第3A圖，光伏裝置實施例300A 包含一導性陽極層310A、一形成於陽極層3l〇A上之作為一 電子供體層320A之聚合物-裹覆之碳奈米管薄膜，及一形成 於供體層320A上之包含置於有機電子受體材料内之聚合 物裹覆之碳奈米管之塊材異質結層325A。一電子受體層 330A係形成於塊材異質結層325A上，且一導性陰極層350A 33 201004009 係形成於受體層330A上D電子供體層32〇A、塊材異質結層 325A，及電子受體層33〇A形成此裝置3〇〇八之光活化區域 322A。 用於形成塊材異質結層325A及電子受體層330之適合 有機半導體受體材料係與結合第丨八圖之實施例所探討者相 同。 參考第3B圖，光伏裝置實施例3〇〇B包含一導性陽極層 31〇B、—形成於陽極層310B上之電子供體層320B，及一形 成於供體層320B上之包含置於一有機電子供體材料内之聚 合物-裹覆之碳奈米管之塊材異質結層325B。作為一電子受 體層330B之一聚合物裹覆之碳奈米管薄膜係形成於塊材異 質結層325B上，且一導性陰極層35〇B係形成於塊材異質結 層325B上。電子供體層32〇b、塊材異質結層325B，及電子 受體層330B形成此裝置3〇〇b之光活化區域322B。 如於實施例300A，用於形成塊材異質結層325B之適合 有機半導體受體材料係與結合第丨八圖之實施例所探討者相 同。用於電子供體層32〇B之可能有機半導體材料係與結合 第1B圖之實施例所探討者相同。 於實施例300A及300B，塊材異質結層325A及325B可藉 由使有機半導體材料及聚合物_裹覆之碳奈米管之混合膜 沈積，或藉由使有機半導體蒸氣沈積於一聚合物_裹覆之碳 奈米官薄墊上而形成。然後，此塊材異質結層可被夾置於 一聚合物-裹覆之碳奈米管層（32〇A，32〇B)及一有機半導體 層（330A, 330B)之間。 34 201004009 於二實施例300A及300B，較佳地，聚合物_裹覆之礙奈 米管係實質上半導性之PW-SWNT。一選擇性之激子阻斷層 340A ’ 340B可個別於光活化區域322A，322B及陰極層
350A，350B間連接。另外，一選擇性之激子阻斷層315A， 315B可個別於光活化區域322A ’ 322B及陽極層3l〇A，310B 間連接。一陽極平滑層亦可置於陽極及供體間。
此間探討之小分子有機半導體可藉由真空熱蒸發 (VTE)、有機蒸氣相沈積（OVPD)，或經由以溶液為主之加 工處理方法沈積。依背景生長壓力、基材溫度、生長速率、 有機半導體之为子結構，及基材粗链性而定，各種形態及 結晶等級度可被獲得，其會影響電荷運送及界面形態。於 其中有機半導體直接沈積於CNT之滲透網絡上之例子， CNT網絡之固有粗糙性可用以造成粗糙誘發之結晶化作用 或結晶生長，以改良裝置特徵。 現今適於製造有機半導體-半導性CNT異質結光伏太
陽能電池之藉由其能㈣、直徑，及電子型式使破奈米管 分類之-技術係密度梯度超離心、作用（DGU) (M s Arn〇M
A. A. Green, J. F. HulvatM: / , XT 寻人，Nature Nanotech· 1(1),60 (2006); M. S· Arnoki，S. stupp，及M c 此漏，n咖
Letters 5⑷，7Π (2〇〇5))。使用DGU，最高達99%單電子型 式(半導性或金屬性)之塊材樣品(克規格)可輕易製造。再 者’ DGU可用於藉由直徑、氺铲憨踏 n ^ ^ 九月b f隙，及電能帶隙而使 SWNT分類。 使一奈米管網絡併納於 —基材内可藉由此項技藝已知 35 201004009 之數種方法實行，其不受限地包含基質材料之蒸氣沈積及 聚合物-奈米管摻合物之旋轉鑄製。（見，例如，美國專利第 7,341，774號案（其内容在此被併入以供參考之用），及其内之 參考文獻）。 如上所探討，碳奈米管之性質係受管直徑及其手性影 響。此係例示於第11A-11D圖，其中，第11 a圖之PW-CNT/C60 異質結二極體400之電流-電壓特徵及光譜解析光響應性被 顯示。二極體400包含一 ITO陽極層41〇、一 pw_CNT層42〇、 一 Qo受體層430，及一選擇性之Bcp電子阻斷層44〇，及一
Ag陰極45〇。層厚度係於第丨1八圖提供。pw_CNT係以m匕 例（以重量計）之MDM〇-PPV聚合物裹覆’且pw_CNT/C6〇界 面形成異質結。二極體於±1 v具有>1()3之暗電流整流比 (見第11B圖）’此於PW_CNT層物由高密度金屬管（其存在 被預期造成大的分路電流)組成時係特別顯著。缺乏來自金 屬管之此寄生作料示其實事上係藉由裹覆之聚合物與半 導性管呈電及能量隔離。 >考第11B圖’ -正偏置電流_電壓特徵之擬合（實線) 係依循具2.G之理想因子狀99Ω_2之㈣電阻之理想二 極體方程式。在此，〜2之理想因子暗示栽流子重組係暗電 流之主要來源’此再次值得注意地考慮高密度金屬管，其 導致顯著之分路電流(及因此之電阻受限之運送）。 時之二極體之近紅外線響應性係於第 比較。由於奈米管之直徑異質性，光活化響應叫乂 .145Q nm)M22U〜 55G__ nm)吸收特徵之廣泛範 36 201004009 觀察，且峰值聚合物響應係於又=500 nm。對每—吸收特徵 而響應之奈米管之手性指數(n，m)係如聚合物之吸收區域及 此裝置之分子組份般標示於第llc圖。極寬之光譜範圍係 SWNT之直徑多分散性之直接結果，其約略涵蓋55〇nm至 1600nm之光普。 參考第11C圖’於〇 V及-0·7 V偏壓時之於λ=1155 nm 之二極體響應性個別係12 mA/W及21 mA/W，相對於峰值 r. EQE二2.3%。於λ=13〇〇 nm，探測器響應性個別係丨丨及21 mA/W(EQE=2.〇%)，於此等波長缺乏CNT之裝置之響應性 係不可測得（<0.1 # A/W)。於近紅外線之SWNT之IQE(第 11D圖）於；1=1〇〇〇及λ=1400間係> 2〇%，暗示具較高EQE 之以SWNT為主之裝置係可達成。 實施例 I. 材料
Arnold等人，Nature Nanotech, 1:60-65 (2006)之方法被 用以使用密度梯度超離心作用隔離半導性CNT。可購得之 CNT粉末藉由超音波處理懸浮於具有十二烷基硫酸鈉及膽 酸鈉（2%表面活性劑）之1:4混合物之水。然後，奈米管懸浮 液裝填至碘克沙醇線性密度梯度，且離心處理藉由浮力密 度使奈米管分類。於密度梯度分級後，碘克沙醇藉由於表 面活性劑溶液内透析而移除。適合之有機半導體係此項技 藝已知，且可自多數供應商購得。 II. 具近紅外線感應性之平面異質結 原始之HiPCO單壁碳奈米管（Carbon Nanotechnologies 37 201004009
Inc.)(10 毫克）與 ι〇 毫升之2% (w/v)膽酸鈉（Sigma-Aldrich, 995)於水中混合。混合物於超音波浴内使用喇。八形探針超 音波器均質化15分鐘。然後，粗聚結物及大的單壁碳奈米 管束經由超離心作用（15,000 g，12小時)移除。形成懸浮液 之一等分樣品（100^1)於Al2〇3膜（〇·〇2 μηι孔洞，Whatman Inc.)上經由真空過濾而過濾。然後，奈米管膜藉由以手指 壓力使PDMS壓入此膜内而轉移至一平面PDMS壓印器。 然後’膜被壓印（1000 N-cm-2，60秒，室溫，周圍大氣壓） 至—由於以Ag塗覆之ITO(氧化銦錫）上之100 nm之 ?1^0八(3,4,9，10-茈四羧二酐）所組成之基材上。？丁00八及 Ag藉由於ie-7托耳真空内以0.15 nm/s之速率熱蒸發而蒸 發。測試係於周圍環境進行，且氙氣燈加上AMI.5G過濾器 被用以模擬太陽光譜。經校正之發光二極體被用以決定光 強度。 形成裝置（第4圖）之電流密度-電壓之曲線係藉由使一 金接觸墊材壓於SWNT網絡之表面上且施加電壓而獲得。第 5圖之X-轴之電勢表示相對於ITO/Ag電極之碳奈米管膜之 電勢。於黑暗中，此裝置展現典型二極體行為，但當以模 擬之近紅外線太陽輻射(AMI.5G光譜，經由具950 nm截段之 介電長通濾片過濾），光電效應被觀察到（第5圖）。 IV•塊材異質結 於一實施例，一實質半導性或混合之SWNT層藉由 PDMS壓印轉移至一透明陽極。於有機受體溶液内之實質上 半導性SWNT之懸浮液被旋轉鑄製於SWNT層上。然後，一 38 201004009 文體層，及一選擇性之電子運送及/或激子阻斷層被沈積， 其後係一陰極層。 於另一實施例，一有機供體層被沈積於一陽極基材 上’且於有機受體溶液内之實質上半導性SWNT之懸浮液被 旋轉鑄製於供體層上。一實質上半導性或混合之SWNT層藉 由PDMS壓印而塗敷，然後，沈積一選擇性之電子運送及/ 或激子阻斷層。然後，沈積一陰極層。 f 如上所探討’碳奈米管内之激子可以有機受體，蒸發 之Go，使其分界而分裂，且於12〇〇 nm大至約35%之内部量 子效率被觀察到（見第9D圖）。預期碳奈米管/有機混雜光伏 1置之光谱範圍可精由使用具較大直徑之石炭奈米官進一步 擴展至近紅外線。 雖然本發明已關於特別範例及較佳實施例而說明，但 需瞭解本發明並不限於此等範例及實施例。因此，所請求 之本發明包含熟習此項技藝者所顯知般之此間所述之特別 範例及較佳實施例之變化。 t圖式簡單言兒明3 第1A及1B圖例示本揭露之平面異質結實施例之結構。 第2A-2D圖例示本揭露之塊材異質結實施例之結構。 第3A及3B圖例示本揭露之另外之塊材異質結實施例 之結構。 第4圖顯示藉由使一碳奈米管膜沈積於 PTCDA(3,4,9,l〇-茈-四羧基-雙二酐）上而形成之〆平面異 質結之結構。 39 201004009 第5圖顯示於黑暗中且以模擬之太陽近紅外線輻射照 射之異質結之電流-電壓曲線。 第6圖顯示對於不同吸收波長之CNT之導帶（CB)及價 帶(VB)能量與對於可接受供體或受體之需要能量。 第7圖顯示於650 nm激發之懸浮於曱苯内之聚合物-裹 覆之碳奈米管之光致發光性。 第8圖顯示自曱苯溶液以手術刀切割之含有PPO及CNT 之厚膜之光致發光強度。 第9A圖顯示一具1:1之MDMO-PPV對奈米管之比例（以 重量計）之聚合物-裘覆之碳奈米管/C60異質結二極體之結 構之例子。 第9B圖顯示第9A圖之裝置之電流-電壓特徵。 第9C圖顯示第9A圖之裝置之光譜解析之光響應性。 第9D圖顯示第9A圖之裝置内部量子效率（iqe)及聚合 物裹覆之碳奈米管之吸收度。 第10A圖係依據本揭露之一實施例之一聚合物裹覆之 碳奈米管/C60異質結之示意能級圖。 第10B及10C圖係二對照裝置之示意能級圖。 第11A圖顯示一具1:1之MDMO-PPV對奈米管之比例 (以重量計）之聚合物裹覆之碳奈米管/C6〇異質結二級體之 結構之另一例子。 第11B圖顯示第11A圖之裝置之電流-電壓特徵。 第11C圖顯示第11A圖之裝置之光譜解析光響應性。 第11D圖顯示第11A圖之裝置之内部量子效率（IQE)及 40 201004009 ?么合物衷覆之碳奈米管之吸收度。 【主要元件符號說明】 100A... ...光伏裝置 240A.... ...選擇性之激子阻斷層 110A... ...導性陽極層 250A.... ...導性陰極層 115A... …選擇性之激子阻斷層 200B···· ..光伏裝置實施例 120A... ...電子供體層 210B···· ..導性陽極層 122A... ...光活化區域 215B.... ..選擇性之激子阻斷層 130A... ...電子受體層 220B …· ...電子供體層 140A... ...選擇性激子阻斷層 2222B.. ....光活化區域 150A··· ...導性陰極層 230B.... 塊材異質結層 100B... ...光伏裝置 240B.... ·.選擇性之激子阻斷層 110B... ...導性陽極層 250B.... 導性陰極層 115B... ...選擇性之激子阻斷層 200C.... 光伏裝置實施例 120B... ...電子供體層 210C.... ,陽極層 122B... ...光活化區域 215C.... …選擇性之激子阻斷層 130B... ...電子受體層 220C.... ....電子供體層 140B... ...選擇性激子阻斷層 222C.... ...光活化區域 150B... ...導性陰極層 230C..., ...電子受體層 200A... ...光伏裝置 240C..., ...選擇性之激子阻斷層 210A... ...導性陽極層 250C..., ...陰極層 215A... …選擇性之激子阻斷層 200D... ...塊材異質結PV裝置 220A... ...塊材異質結層 210D... ...導性陽極層 222A... ...光活化區域 250D... ...導性陰極層 230A... ...電子受體層 220D... ...塊材異質結層 41 201004009 215D... ...激子阻斷層 300B... ...混雜平面-塊材異質 240D... ...激子阻斷層 310B... ...導性陽極層 300A... ...混雜平面-塊材異質 315B... ...選擇性之激子阻斷層 310A... ...導性陽極層 320B... ...電子供體層 315A... ...選擇性之激子阻斷層 322B... ...光活化區域 320A... ...電子供體層 325B... ...聚合物-裹覆之碳奈 322A... …光活化區域 米管之塊材異質結層 325A... ...聚合物裹覆之碳奈 330B... ...電子受體層 米管之塊材異質結層 340B... ...選擇性之電子運送/ 330A... ...電子受體層 激子阻斷層 340A... ...選擇性之電子運送/ 350B... …導性陰極層 激子阻斷層 350A......導性陰極層 42

Claims (1)

  1. 201004009 七、申請專利範圍： 1. 一種裝置，包含： 一第一電極； 一第二電極；及 一光活化區域，其係置於該第一電極及該第二電極之間 且與其電連接，其中，該光活化區域包含一有機半導體 材料，及置於其内之光活化聚合物-裹覆之碳奈米管，藉 此，該有機半導體材料及該光活化聚合物-裹覆之碳奈米 ί 管形成一塊材異質結。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 _ 碳奈米管係實質上半導性月聚合物-裹覆之單壁碳奈米 管。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 4. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管於吸收約400 nm至1400 nm範圍之光線時 k 1 產生激子。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該塊材異質結層包 含實質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一選 自蒸發之C60、[84]PCBM([6,6]-苯基C84丁基曱基酯]、 F16-CuPc、PTCBI、PTCDA、聚（苯并咪唑笨并菲羅啉）、 7^^〇(7,7,6,8-四氰基喹二甲烷），及？4-1^^(5(四氟四氰 基喹二甲烷)之一者之電子受體型有機半導體材料内。 6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該塊材異質結層包 43 201004009 含實質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一選 自 ΒΤΕΜ-PPV(聚（2,5-雙（1,4,7,10-四噁十一烷基）-1,4-苯 乙炔）、聚（3-癸氧基噻吩）、CuPc(酞菁銅）、NPD(4,4’-雙 (N-(l-萘基）苯基胺基)聯苯）、并五苯，及并四苯之一者之 電子供體型有機半導體材料内。 7. —種裝置，包含： 一第一電極； 一第二電極；及 一光活化區域，其係置於該第一電極及該第二電極之間 且與其電連接，該光活化區域進一步包含： 一供體層，其係形成於該第一電極上；及 一受體層，其係形成於該供體層上，藉此，該供體 層及該受體層形成一供體-受體異質結， 其中，該受體層或該供體層之任一者包含光活化聚合物-裹覆之碳奈米管。 8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 10.如申請專利範圍第8項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管於吸收約400 nm至1400 nm範圍之光線時 產生激子。 11.如申請專利範圍第7項之裝置，其中，該供體層包含聚 合物-裹覆之碳奈米管且該受體層包含一選自蒸發之 44 201004009 C60、[84]PCBM([6,6]·苯基C84丁基甲基酯]、F16-CuPc、 PTCBI、PTCDA、聚（苯并咪唑苯并菲羅啉）、 1^^(^(7,7,6,8-四氰基喹二曱烷），及？4-1^^(^(四氟四氰 基喹二曱烷)之一者之有機半導體材料。 12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 13. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中，該受體層包含聚合 物-裹覆之碳奈米管且該供體層包含一選自 BTEM-PPV(聚（2,5-雙（1,4,7,10-四噁十一烷基）-1,4-苯乙 炔）、聚（3-癸氧基噻吩）、CuPc(酞菁銅）、NPD(4,4’-雙 (N-(l-奈基）苯基胺基)聯苯）、弁五苯 ' 及弁四苯之·者之 有機半導體材料。 14. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 15. 如申請專利範圍第7項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該受體層及該第二電極之間。 16. 如申請專利範圍第7項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該供體層及該第一電極間。 Π. —種裝置，包含： 一第一電極； 一第二電極； 一光活化區域，其係置於該第一電極及該第二電極之間 且與其電連接，該光活化區域進一步包含： 一供體層，其係形成於該第一電極上；及 45 201004009 一受體層，其係形成於該供體層上， 其中，該受體層或該供體層之至少一者包含置於其内之 光活化聚合物-裹覆之碳奈米管。 18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 19. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物衷覆。 20. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管於吸收約400 nm至1400 nm範圍之光線時 產生激子。 21. 如申請專利範圍第17項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該受體層及該第二電極之間。 22. 如申請專利範圍第17項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該供體層及該第一電極之間。 23. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中，該供體層包含實 質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一選自 BTEM-PPV(聚（2,5-雙（1，4,7,10-四噁十一烷基)-1,4-苯乙 炔）、聚（3-癸氧基噻吩）、CuPc(酞菁銅）、NPD(4,4’-雙 (N-(l-奈基）苯基胺基)聯笨）、弁五苯 ' 及弁四苯之一者之 供體型有機半導體材料内。 24. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 25. 如申請專利範圍第24項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 46 201004009 26. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中，該受體層包含實 質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一選自蒸 發之 C60、[84]PCBM([6,6]-苯基 C84 丁 基甲基酯]、 F16-CuPc、PTCBI、PTCDA、聚（苯并咪唑苯并菲羅啉）、 TCNQ(7,7,6,8-四氰基喹二甲烷），及F4-TCNQ(四氟四氰 基喹二甲烷)之一者之受體型有機半導體材料内。 27. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 28_如申請專利範圍第27項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 29.如申請專利範圍第17項之裝置，其中，該供體層包含實 質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一選自 BTEM-PPV(聚（2,5-雙（1,4,7,10-四噁十一烷基）-1,4-苯乙 炔）、聚（3-癸氧基噻吩）、CuPc(酞菁銅）、NPD(4,4^雙 (N-(l-萘基）苯基胺基)聯苯）、并五苯，及并四苯之一者之 供體型有機半導體材料内；且 該受體層包含實質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其 係置於一選自蒸發之C60、[84]PCBM([6,6]-苯基C84丁基 甲基酯）、具有-4.4eV之LUMO之F16-CuPc、PTCBI、 PTCDA、聚(苯并咪唑苯并菲羅啉）、TCNQ(7,7,6,8-四氰 基喹二曱烷），及F4-TCNQ(四氟四氰基喹二曱烷）之一者 之受體型有機半導體材料内。 3〇_如申請專利範圍第29項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 47 201004009 31. 如申請專利範圍第30項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 32. —種光伏裝置，包含： 一第一電極； 一第二電極；及 一光活化區域，其係置於該第一電極及該第二電極之間 且與其電連接，該光活化區域進一步包含： 一供體層，其係形成於該第一電極上； 一塊材異質結層，其係形成於該供體層上，其中， 該塊材異質結包含置於一有機半導體材料内之光活化聚 合物-裹覆之碳奈米管；及 一受體層，其係形成於該塊材異質結層上， 其中，該受體層或該供體層之任一者包含光活化聚合物-袤覆之碳奈米管。 33. 如申請專利範圍第32項之裴置，其中，該塊材異質結層 内之該有機半導體材料係一電子受體且該供體層包含光 活化聚合物-裹覆之碳奈米管。 34. 如申請專利範圍第33項之裝置，其中，該塊材異質結層 包含實質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一 選自蒸發之C60、[84]PCBM([6,6]-苯基C84丁基曱基酯）、 F16-CuPc、PTCBI、PTCDA、聚（苯并咪唑苯并菲羅啉）、 TCNQ(7,7,6,8-四氰基喹二甲烷），及F4-TCNQ(四氟四氰 基喹二曱烷)之一者之電子受體型有機半導體材料内。 35. 如申請專利範圍第34項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 48 201004009 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 36. 如申請專利範圍第35項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 37. 如申請專利範圍第33項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該受體層及該第二電極之間。 38. 如申請專利範圍第33項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該供體層及該第一電極之間。 39. 如申請專利範圍第32項之裝置，其中，該塊材異質結層 内之該有機半導體材料係一電子供體且該受體層包含光 活化聚合物-裹覆之碳奈米管。 40. 如申請專利範圍第39項之裝置，其中，該塊材異質結層 包含實質上半導性聚合物-裹覆之碳奈米管，其係置於一 選自BTEM-PPV(聚（2,5-雙（l,4,7,10-四噁十一烷基）-l,4-苯乙炔）、聚（3-癸氧基噻吩）、CuPc(酞箐銅）、NPD(4,4’-雙(N-(l-萘基）苯基胺基)聯苯）、并五苯，及并四苯之一者 之電子供體型有機半導體材料内。 41. 如申請專利範圍第40項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 碳奈米管係實質上半導性聚合物-裹覆之單壁碳奈米管。 42. 如申請專利範圍第41項之裝置，其中，該聚合物-裹覆之 單壁碳奈米管係以一光活化聚合物裹覆。 43. 如申請專利範圍第39項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該受體層及該第二電極之間。 44. 如申請專利範圍第39項之裝置，進一步包含一激子阻斷 層，其係設於該供體層及該第一電極之間。 49
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5001270B2 (ja) * 2005-06-30 2012-08-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 有機系の装置およびそれを製作する方法
EP2041815A2 (en) 2006-07-18 2009-04-01 The University Of Southern California Organic optoelectronic device electrodes with nanotubes
TWI428387B (zh) * 2008-05-12 2014-03-01 Toray Industries 碳奈米管複合體、有機半導體複合物，及電場效果型電晶體
JP2010040897A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Sony Corp 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、および電子機器
US8613898B2 (en) * 2010-01-28 2013-12-24 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Supramolecular structures comprising at least partially conjugated polymers attached to carbon nanotubes or graphenes
US8790610B2 (en) 2010-01-28 2014-07-29 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Method of forming composite materials including conjugated materials attached to carbon nanotubes or graphenes
US9349325B2 (en) 2010-04-28 2016-05-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device
JP5636731B2 (ja) * 2010-05-10 2014-12-10 オリンパス株式会社 血圧センサシステム及びその血圧計測方法
US8691178B2 (en) 2010-06-03 2014-04-08 The Regents Of The University Of Michigan Purification of carbon nanotubes using agarose column and density gradient ultracentrifugation
TWI410615B (zh) * 2010-07-05 2013-10-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 紅外探測器
CN101980394A (zh) * 2010-09-29 2011-02-23 昆明物理研究所 光伏型有机红外半导体探测器
JP5761199B2 (ja) * 2010-10-22 2015-08-12 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101197210B1 (ko) 2010-12-21 2012-11-02 엘지전자 주식회사 태양 전지
KR20200018718A (ko) * 2011-02-21 2020-02-19 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시간 전자 전도성 엑시톤 차단 층을 혼입하는 유기 광전지
EP2705539A4 (en) * 2011-05-02 2015-03-04 Basf Se PHOTOVOLTAIC ELEMENT WITH INCREASED LONG-TERM STABILITY
JP2013211304A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi Zosen Corp ３次元ヘテロ接合型ｃｎｔ太陽電池
JP2013211305A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi Zosen Corp ３次元ホモ接合型ｃｎｔ太陽電池
US9525160B2 (en) * 2012-05-15 2016-12-20 The Regents Of The University Of California High-rate overcharge-protection separators for rechargeable lithium-ion batteries and the method of making the same
EP3770977A3 (en) * 2012-11-06 2021-06-16 Sony Corporation Photoelectric conversion device, solid-state image pickup unit, and electronic apparatus
KR102251818B1 (ko) * 2012-11-22 2021-05-12 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시간 유기 광전지용 하이브리드 평면 혼합 헤테로접합
WO2014086778A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-12 The University Of Surrey Carbon nanotube material, devices and methods
US9640698B2 (en) * 2013-03-15 2017-05-02 Banpil Photonics, Inc. Energy harvesting devices and method of fabrication thereof
ES2791779T3 (es) * 2013-04-12 2020-11-05 Univ Michigan Regents Dispositivos fotosensibles orgánicos con filtros portadores de carga de bloqueo de excitón
US9147845B2 (en) 2013-04-26 2015-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Single walled carbon nanotube-based planar photodector
CN105190925B (zh) * 2013-05-07 2018-01-16 株式会社Lg化学 包含富勒烯衍生物的有机电子器件
US20140363643A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 International Business Machines Corporation Surface-Selective Carbon Nanotube Deposition Via Polymer-Mediated Assembly
US9368723B2 (en) * 2014-02-11 2016-06-14 Wisconsin Alumni Research Foundation Dose-controlled, floating evaporative assembly of aligned carbon nanotubes for use in high performance field effect transistors
JP6305105B2 (ja) * 2014-02-27 2018-04-04 日立造船株式会社 太陽電池
EP3195327A4 (en) * 2014-06-12 2017-08-23 The Texas A&M University System Organic thermoelectric composites and their uses
US10224499B2 (en) 2015-02-02 2019-03-05 University Of Kansas Biomolecule-carbon nanostructure nanocomposites for optoelectronic devices
US9425405B1 (en) 2015-02-11 2016-08-23 Wisconsin Alumni Research Foundation Continuous, floating evaporative assembly of aligned carbon nanotubes
JP6030176B2 (ja) * 2015-03-19 2016-11-24 株式会社東芝 光電変換素子とその製造方法
EP3321964B1 (en) 2015-07-08 2019-08-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device
KR101735207B1 (ko) * 2015-11-05 2017-05-24 동국대학교 산학협력단 탄소나노튜브가 포함된 유기반도체층, 이의 제조방법 및 이를 이용한 박막트랜지스터
CN105355793B (zh) * 2015-11-06 2018-05-29 昆明物理研究所 一种近红外可见光的opv碘掺杂的光伏型的有机探测器
KR102605375B1 (ko) * 2016-06-29 2023-11-22 삼성전자주식회사 유기 광전 소자 및 이미지 센서
GB2554410A (en) * 2016-09-26 2018-04-04 Sumitomo Chemical Co Organic photodetector
CN106299132A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 浙江工业大学 基于宽光谱响应CuPc/F4‑TCNQ结构的光电探测器及其制备方法
US10873026B2 (en) 2017-03-10 2020-12-22 Wisconsin Alumni Research Foundation Alignment of carbon nanotubes in confined channels
EP3600525B1 (en) * 2017-03-31 2022-08-03 École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Polymer-based optoelectronic interface and methods for its manufacture
CN110392939B (zh) * 2017-04-25 2023-04-04 香港科技大学 基于温度依赖性聚集的共轭聚合物的高效有机太阳能电池的顺序加工制造工艺
CN108878652A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 松下知识产权经营株式会社 光电转换器件的制造方法
US11145822B2 (en) 2017-10-20 2021-10-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Compound and photoelectric device, image sensor, and electronic device including the same
CN111316460B (zh) * 2017-11-20 2024-05-17 索尼公司 光电转换元件和固态摄像器件
WO2019102478A1 (en) * 2017-11-26 2019-05-31 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Device and method for neurostimulation
CN110391341B (zh) * 2018-04-16 2023-08-22 清华大学 聚合物太阳能电池的制备方法
CN109065721A (zh) * 2018-07-06 2018-12-21 西安理工大学 一种用于宽光谱的有机光电探测器及其制备方法
CN109580727B (zh) * 2018-12-14 2021-05-14 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种基于苝四甲酸二酐的检测有机胺挥发性气体的方法
JP7325084B2 (ja) * 2019-03-25 2023-08-14 国立大学法人長岡技術科学大学 有機半導体素子
JP7346050B2 (ja) * 2019-03-26 2023-09-19 パナソニックホールディングス株式会社 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
CN112673483B (zh) * 2019-04-10 2024-03-22 松下知识产权经营株式会社 摄像装置
CN114805874B (zh) * 2022-05-12 2024-02-20 福建工程学院 一种具有表面图案和多刺激响应的驱动器及其制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201961A (en) 1990-05-23 1993-04-13 Ricoh Company, Ltd. Photovoltaic device containing organic material layers and having high conversion efficiency
DE19905694A1 (de) 1998-11-27 2000-08-17 Forschungszentrum Juelich Gmbh Bauelement
US7586035B2 (en) 2004-02-19 2009-09-08 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cell with spacers
EP1313900A4 (en) 2000-08-24 2011-12-07 Univ Rice William M UNIQUE CARBON NANOTUBES WRAPPED WITH POLYMERS
US6580027B2 (en) * 2001-06-11 2003-06-17 Trustees Of Princeton University Solar cells using fullerenes
US6657378B2 (en) * 2001-09-06 2003-12-02 The Trustees Of Princeton University Organic photovoltaic devices
BR0210996A (pt) * 2001-06-11 2004-06-08 Univ Princeton Dispositivos fotovoltaicos orgânicos
JP5061414B2 (ja) 2001-09-27 2012-10-31 東レ株式会社 薄膜トランジスタ素子
JP4211289B2 (ja) 2002-05-29 2009-01-21 東レ株式会社 光起電力素子
US20050045867A1 (en) 2002-10-30 2005-03-03 Ozkan Cengiz S. Nanoscale heterojunctions and methods of making and using thereof
WO2004112163A1 (fr) * 2003-06-11 2004-12-23 Nanoledge Dispositif comprenant au moins un type de nanostructure tubulaire ayant a sa surface au moins un pigment complexe
JP2005032852A (ja) * 2003-07-09 2005-02-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機光電変換素子
US8592680B2 (en) * 2004-08-11 2013-11-26 The Trustees Of Princeton University Organic photosensitive devices
US7649048B2 (en) * 2004-10-13 2010-01-19 Imec Conjugated polymers provided with at least one molecular imprinted polymer and a method for their preparation via conjugated macro-iniferters
CN1303152C (zh) * 2004-12-02 2007-03-07 同济大学 一种碳纳米管/聚乙烯咪唑纳米复合材料及其制备方法
JP2006270061A (ja) 2005-02-25 2006-10-05 Toray Ind Inc 光起電力素子
CA2600922C (en) * 2005-03-04 2013-06-04 Northwestern University Separation of carbon nanotubes in density gradients
US20070053825A1 (en) * 2005-04-29 2007-03-08 Li Christopher Y Modified carbon nanotubes using controlled polymer crystallization
US20060278866A1 (en) 2005-06-08 2006-12-14 Alexander Star Nanotube optoelectronic memory devices
US20070193621A1 (en) 2005-12-21 2007-08-23 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cells
GB2434692A (en) * 2005-12-29 2007-08-01 Univ Surrey Photovoltaic or electroluminescent devices with active region comprising a composite polymer and carbon nanotube material.
ES2369583T3 (es) * 2006-05-01 2011-12-02 Wake Forest University Dispositivos fotovoltaicos fibrosos y aplicaciones de los mismos.
US20080149178A1 (en) 2006-06-27 2008-06-26 Marisol Reyes-Reyes Composite organic materials and applications thereof
EP2041815A2 (en) 2006-07-18 2009-04-01 The University Of Southern California Organic optoelectronic device electrodes with nanotubes

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