TWI352221B

TWI352221B - Photosensitive device structure and its preparatio

Info

Publication number: TWI352221B
Application number: TW094124013A
Authority: TW
Inventors: Max Shtein; Stephen R Forrest
Original assignee: Univ Princeton
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2011-11-11
Also published as: EP1782486A1; CA2573498A1; MX2007000603A; KR20070042179A; CN102088061B; JP2008507133A; US20060013549A1; BRPI0513125A; CN101019248B; US7194173B2; US20080025681A1; TW200617451A; WO2006019576A1; US7561772B2; AU2005275399A1; CN101019248A; JP2012124511A; KR101202106B1; AR049992A1; CN102088061A

Description

1352221 九、發明說明： . 【發明所屬之技術領域】本發明大體而言係關於有機光電子裝置。更特定言之，本發明係針對於具有一纖維結構的有機光電子裝置。【先前技術】由於諸多原因，利用有機材料的光電子裝置正變得愈來愈需要。用於製造此等裝置的許多材料相對便宜，因此有機光電子裝置具有優於無機裝置的成本優勢之潛力。此 • 外，有機材料之固有性質（諸如其可撓性）可使其非常適用 •於特定應用，諸如在可撓性基板上的製造。有機光電子裝置之實例包括有機發光裝置（0LED)、有機光電晶體、有機光電電、池及有機光谓測ϋ。有機材料可具有I於習知材料之效能優勢。例如，藉由適當摻雜劑通常可易於調節有機發射層發射光（對於OLED而言）時所處的波長。光電子裝置依賴於材料之光學及電子特性以電子地產生或偵測電磁輻射或自周圍的電磁輻射產生電。鲁《光性光電子裝置將電磁轄射轉換成電。亦稱為光電 (pv)裝置的太陽能電池為一種類型之感光性光電子裝置，其專用於產生電能。可自除太陽光之外的光源產生電能的 PV裝置可用於驅動功率消耗負載以提供(例如)照明、加埶或給諸如計算器、無線電設備、電腦或遠端監控或通信設備之電子電路或裝置提供動力。此等功率產生應用亦常常涉及電池組或其它能量儲存裝置之充電，使得當來自太陽或其它光源之直接照明不可用時操作可繼續進行，或使ρν 103337.doc ⑤ 1352221 裝置之功率輸出盥鞞宏旛田##上刑扣”将疋應用的要求均衡。如本文所使用，術-電p且性負載”係關於任何功率消耗或館存電路、裝置、設備或系統。另-種類型之感光性光電子裝置為光電導體電池。在此功能中，訊號伯测電路監控該裝置之電阻以偵測歸因於光吸收之改變。另：種類型之感光性光電子裝置為光伯測器。在操作中’光偵測器與一可量測在光偵測器曝露於電磁輻射時所產生的電流的電流_電路結合使用且其可具有—所施加的偏壓。如本文所描述之_電路能夠將—錢提供至光偵測器並量測光偵測器對電磁輻射之電子回應。可根據是否存在如以下所界定之整流接面且亦可根據是否使用外部所施加之電壓（亦稱為偏壓）來操作裝置而將此 $三類感光性光電子裝置特徵化。光電導體電池不具有整流接面且通常使用一偏壓進行操作β pv裝置具有至少一整流接面且不使用偏壓進行操作。光偵測器具有至少一整流接面且通常但並非總是使用偏壓進行操作。通常，光電電池向電路、裝置或設備提供功率，但是並不提供訊號或電流以控制偵測電路或資訊自偵測電路之輸出。相反，光偵測器或光電導體則提供訊號或電流以控制偵測電路或資訊 Μ貞測電路之輸出’但是不會向電路、裝置或設備提供功率。傳統上，感光性光電子裝置已由許多無機半導體構造而成，例如，結晶矽、多晶矽及非晶矽、砷化鎵、碲化鎘及 103337.doc 1352221 -其它物質。本文中，術語"半導體”表示當由熱或電磁激勵 . 來誘導電荷載流子時可傳導電的材料《術語"光電導"大體 2言係關於其中電磁輻射能被吸收且藉此被轉換成電荷載流子之激勵能從而使得該等载流子可在材料中傳導（意即，傳送）電荷的過程。本文使用術語"光電導體"及"光電導材料"以表示因具有吸收電磁輻射來產生電荷載流子之特性而被選擇的半導體材料。 ^裝置的特徵在於效率’其可以該效率將入射太陽能鲁轉換成有用的電能。利用結晶石夕或非晶石夕之裝置在商業應用中佔優勢，且一些已達成了 23〇/〇或更大之效率。然而，歸因於在生產大的晶體而沒有顯著效率降級缺陷中所固有的問題，製造有效的基於結晶的裝置(尤是具有大的表面面積的裝置）很難且很貴。另一方面，高效率的非晶石夕裝置仍遭受穩定性之問題。當前市售非晶石夕電池具有4%與 8%之間的穩定化效率。更近的努力已集中於使用有機光 φ 電電池以達成可接受的光電轉換效率及經濟的生產成本。 ,為在標準的照明條件（意即，1000 w/m2的標準測試條 T、ΑΜ1·5光譜照明）下產生最大電能、為使光電流乘光電壓之乘積最大’可最優化PV裝置。在標準照明條件下此電池之功率轉換效率取決於以下三個參數：⑴零偏壓下之電流’意即短路電流/sc ; (2)開路條件下之光電壓，意即開路電壓Voc ;及（3)占空因數ff。當跨過-負載連接PV裝置且該等置由光照射時，其產生一光生電流。當在無限負載的情況下照射PV裝置 103337.doc ⑤ 1352221 •時，該Pv裝置產生其最大可能之電H戈v〇c。當在 . 其電觸點短接的情況下照射時，該pV裝置可產生其最大可能的電流：1“或Isc。當PV裝置實際上用於產生功率時，將其連接至一有限電阻性負載且由電流與電壓之乘積(Ιχν) 給出功率輸出。由PV裝置產生之最大總功率固有地不能夠超過乘積IscxV〇c。當為最大功率提取而最優化負載值時，電流及電壓分別具有值Imax& Vmax。 PV裝置之品質因數為占空因數ff，其被界定為： ff~{Imax Vmax}/{ Isc Voc} ⑴ 其中，ff總是小於1，因為在實際使用中從未同時獲得Isc 及V0C。儘管如此，當ff接近J時，裝置具有較少串聯電阻或内阻且因此在最優條件下將更大百分數之Isc與Voc乘積傳遞至負載。其中pinc為傳到裝置上的功率，裝置的功率效率ηΡ可藉由下式來計算： ηρ =//*(ISC* V〇c)/Pinc • 當具有適當能量之電磁輻射入射於半導體有機材料（例如，有機分子晶體（OMC)材料、或聚合物）上時，可吸收光子以產生分子激態。將此象徵性地表示為%*。此處，So及So·分別表示分子基態及分子激態。將此能量吸收與電子自HOMO能級（其可為π_鍵）中之束缚態至LUM〇能級 (其可為π-*鍵）的增進（promotion)相關聯，或均等地，將此能量吸收與電洞自LUMO能級至HOMO能級的增進相關聯。在有機薄膜光電導體中，一般認為所產生之分子狀態 103337.doc ⑤ 1352221 * 為激子，思即，作為准粒子傳送之束缚態的電子·電洞 . 對㉟子在成雙的再組合之前可具有可估計的壽命，其係關於原始之電子與電洞彼此再組合的過程，其相逆於與來自其它對的電洞或電子再組合。為了產生光電流，-般在兩個相異的接觸有機薄膜之間的施體·受體界面處電子.電洞對變得獨立。若電荷不獨立，則其可在成雙的再組合過程（亦稱為淬滅）中輻射地藉由發射能量低於人射光的光或非輻射地藉由產生熱而再組合。此等結果中之任一者均不 • 是感光性光電子裝置中所要的。電場或觸點處之不均勻性可導致激子淬滅而不是在施體·受體界面處解離’從而導致沒有對電流之淨貢獻。因此，需要保持光生激子遠離觸點。此具有限制激子擴散至接合面附近之區域的效果，從而使得相關聯之電場具有增加之機會來隔離因解離接合面附近之激子而被釋放的電^ 載流子。 Α了產生佔據實質容量之内部所產生的電場，通常的方法為併置具有經適當選擇之傳導特性（尤其關於其分子量子能量狀態之分佈）的材料的兩個層。將此等兩種材料之界面稱為光電異質接面。在傳統的半導體理論中，已將用於形成PV異質接面之材料表示為通常具有n型或p型之材料。此處η型表示大多數載流子類型為電子。可將此視為具有許多呈相對自由之能量狀態的電子的材料。ρ型表示大多數載流子類型為電洞。該材料具有許多呈相對自由之能量狀態的電洞。背景之類型（意即，並非光生之大多數 103337.doc •10· 1352221 載流子濃度）主要取決於由缺陷或雜質引起之無意識的摻雜。雜質之類型及濃度判定了在最高佔據分子軌域 (HOMO)能級與最低未佔據分子轨域（LUMO)能級之間的間隙（稱為HOMO-LUMO間隙）内的費米能量值或能級。該費米能量表現由能量值所表示之分子量子能量狀態的統計性佔據的特徵，其佔據之可能性等於1/2。接近LUMO能級的費米能量指示電子為主要載流子。接近HOMO能級的費米能量指示電洞為主要載流子。因此，費米能量為傳統半導體之主要特徵化特性且原型PV異質接面傳統地為p-n界面。術語"整流"尤其表示界面具有不對稱的傳導特徵，意即，界面支持電子電荷較佳在一個方向上之傳送。整流通常與在經適當選擇之材料之間的異質接面處發生之内置電場相關聯。如本文所使用且如熟習此項技術者通常所理解，若第一能級接近真空能級，則第一"最高佔據分子軌域"（HOMO)或 "最低未佔據分子軌域”（LUMO)能級"大於"或”高於"第二 HOMO或LUMO能級。由於游離電位（IP)是作為相對於真空能級的負能量來量測，因此較高HOMO能級對應於一具有較小絕對值的IP(負性較小的IP)。類似地，較高LUMO能級對應於一具有較小絕對值的電子親和力（EA)(負性較小的 EA)。在真空能級處於頂部的習知能級圖表上，一種材料的LUMO能級高於相同材料的HOMO能級。與”較低" HOMO或LUMO能級相比，"較高"HOMO或LUMO能級出現 103337.doc •11- 1352221 在更接近此圖表的頂部之處。 • 在有機材料的内容中，術語"施體"及"受體"表示兩種接觸但不同的有機材料之HOMO及LUMO能級的相對位置。此與此等術語在無機内容中之使用相反，在無機内容中， "施體"及"受體"可表示可用於分別製造無機n&p型層的摻雜劑之類型。在有機内容中，若一種與另一種材料接觸的材料之LUMO能級較低，則該材料為受體。否則，其為施體。在不存在外部偏壓的情況下，處於施體_受體接合處 ♦ @電子移入受體材料而電洞移入施體材料是積極有利的。有機半導體中之重要特性為載流子遷移率。遷移率量測電荷載流子可回應於電場而移動穿過傳導材料的容易性。在有機感光性裝置的内容中，包括歸因於高電子遷移率而優先藉由電子來傳導之材料的層可稱為電子傳送層，或 L 包括歸因於尚電洞遷移率而優先藉由電洞來傳導之材料的層可稱為電洞傳送層，或HTL。受體材料較佳但非必須為ETL，且施體材料較佳但非必須為Ηιχβ %知之無機半導體PV電池使用ρ_η接合以建立一内場。早期有機薄膜電池（諸如由Tang等人報導之々Μ />咖域，83 (1986))所包含的異質接面類似於在習知之無機pv 電池中所使用的異質接面。然而，吾人現已認識到，除了

Pn類型之接合的建立外’異質接面之能級偏移亦起重作用。歸因於有機材料中之光生過程的基礎性質，吾人認為有機DA異質接面處之能級偏移對有機pv裝置之操作很重 103337.doc ⑤ -12- 1352221 要。當對有機材料進行光學激勵時，即產生區域化Frenkel 或電荷轉移激子。為了發生電偵測或電流產生，必須將束缚激子解離成其組成部分的電子及電洞。可由内置電場誘導該過程’但是一般在有機裝置中所發現之電場（F〜106 V/cm)處的效率很低。有機材料中之最有效的激子解離在施體-受體（D-A)界面處發生。在該界面處，具有低游離電位之施體材料與具有高電子親和力之受體材料一起形成一異質接面。取決於施體及受體材料之能級的對齊，激子在該界面處之解離可變得積極地有利，從而導致在受體材料中產生自由電子極化子且在施體材料中產生自由電洞極化子。當與傳統的基於矽之裝置相比較時，有機PV電池具有許多潛在優勢。有機PV電池重量輕，在材料使用方面經濟，且可被安置於諸如可撓性塑料箔片之低成本基板上。然而，一些有機PV裝置一般具有相對低的外部量子效率，約為1%或更少。吾人認為此部分地歸因於固有光電導過程之二階性質。即，載流子產生需要激子產生、擴散及游離或收集。存在與此等過程中的每一者相關聯的效率力^ 可如下使用下標：P表示功率效率；Εχτ表示外部量子效率；A表不光子吸收；ED表示擴散；cc表示收集；且^丁表示内部量子效率。使用此符號表示法： ηρ~ηΕχτ=ηΑ*ηΕ〇*η〇ο τΐΕΧΤ = ΊΊΑ*ηΐΝΤ 激子之擴散長度（LD)—般遠小於（Ld〜5〇Α)光學吸收長度 103337.doc ⑤ •13· 1352221 (〜5〇〇A)’從而需要在使用具有多個界面《高度折叠界面之厚且因此有阻力的電池或具有低光吸收效率的薄電池之間權衡。 -般地，當光被吸收以在有機薄膜中形成激子時，可形成單重態激子。藉由系統間過渡之機制，該單重態激子可衰變成三重態激子。在此過程中能量損失，此將導致裝置之效率變低。#自系統間過渡無能量損失，則將需要使用

能產生三重態激子的材#，因為三重態激子較單重態激子 -般具有較長的壽命，i因此具有更長的擴散長度。【發明内容】本發明提供一種光敏纖維，以及一種製造此纖維的方法。該纖維具有一包括第一電極的導電核心。一有機層環繞並被電連接至該第一電極^ 一透明第二電極環繞並被電連接至該有機層。亦可將諸如阻斷層或平滑層的其它層倂入該纖維》可將該纖維編織成布料。【實施方式】

本發明提供一種具有一纖維結構的有機光電子裝置。可提供各種類型的有機光電子裝置，包括有機感光性裝置及有機發光裝置《本發明之實施例可包含一陽極、一陰極及一置於其間且電連接至該陽極及該陰極的有機層。本發明實施例之有機感光性裝置可用於（例如）自入射電磁輻射產生可用電流（例如，PV裝置）’或可用於偵測入射電磁輻射。”光敏性區域"為感光性裝置之吸收電磁輻射以產生激子的部分，其中該等激子可解離以產生電流。有機 •14· 103337.doc ⑤ 1352221 感光性光電子裝置可包括至少一透明電極以允許該裝置吸收入射輻射。美國專利第6,657,378號、第ό，580,027號及第 6,352,777號描述了若干PV裝置材料及組態’該等專利以全文引用的方式倂入本文。圖1展示了有機感光性光電子裝置10〇。不必將該等圖按比例繪製。裝置100可包括：基板11〇、陽極115、陽極平滑層120、施體層125、受體層130、阻斷層135、及陰極 140。陰極140可為一具有第一傳導層及第二傳導層之複合陰極。可藉由按順序沈積所描述之層來製造裝置1〇〇。電荷解離可主要發生在施體層125與受體層i 30之間的有機異質接面處。藉由相互接觸而形成異質接面的兩種材料之間的HOMO-LUMO能級差來判定異質接面處的内置電位。施體與受體材料之間的HOMO-LUMO間隙偏移在施體/受體界面處產生一電場，其促進在該界面之激子擴散長度内所產生的激子的電荷解離。 OLED利用有機薄膜，當跨過裝置施加電壓時，該等有機薄膜可發射光》OLED正成為用於諸如平板顯示器、照明及背光之應用中的愈來愈有趣的技術。美國專利第 5,844,3 63號、第6,303,238號及第5,707,745號描述了若干種OLED材料及組態，該等專利以全文引用的方式倂入本文。通常’ OLED包含置於一陽極及一陰極之間且與其電連接的至少一有機層。當施加電流時，陽極將電洞注入該 (該等）有機層且陰極將電子注入該（該等）有機層。所注入的 103337.doc ⑤ 1352221 電洞及電子各自向充有電性相反之電荷的電極遷卷子及電洞定位於同一分子上時，形成一"激子"，其為一具有激勵能態的區域化電子-電洞對^當經由光電發射機制來鬆弛激子時便發射光。在一些狀況下，激子可定位於— 準分子或激態複合物上。亦可發生非輻射機制，諸如熱鬆弛’但是其通常非為吾人所樂見。圖4展示了一有機發光裝置400。不必將該等圖按比例繪製。裝置400可包括一基板410、一陽極415、一電洞注入層420、一電洞傳送層425、一電子阻斷層43〇、一發射層 435、一電洞阻斷層44〇、一電子傳送層445、一電子注二層450、一保護層455及一陰極46(^陰極46〇為一具有第一傳導層462及第二傳導層464的複合陰極。裝置4〇〇可藉由按順序沈積所述之層來製造。圖1及4中所說明的層之特定組成及配置僅具有例示性而並不意欲具有限制性。例如，可省略該等層中的一些層 (諸如阻斷層卜可添加其它層（諸如反射層及/或抗^射層）。對於感光性裝置而言，可使用額外受體及施體層（意即’級聯電池）’或可使用不具有獨立之有機受體及施體層的其它類型的有機感光性裝置。可使用其它類型之 OLED，諸如無電子及/或電洞傳送層的〇led。可改變層的順序。可使用除本文所述之配置之外的配置。受益於此揭示内容的熟習此項技術者應能夠使各種有機農置組態適合於一纖維結構》所述之特定材料及結構本質上為例示性，且可使用其它 103337.doc -16 - 材料及結構。可拉士同方切料之各㈣組合來達成力月裝置，或可其略# f展一土；坟計、效能及成本因素而完全省二=二亦可包括未特定描述的其它層。可使用 ==外的材料。儘管本文所提供的諸多實例將各層'迷為包含單-材料，但是應理解，可使用材料之組合，省如主體與摻雜射之混合物或（更通常地）混合物。並 ::該等層可具有各種子層'給予本文中各層之名稱並不思欲具有嚴格限舍丨Μ 例如，在oled中，電子阻斷層亦可充當電洞傳送層。左—普 , 在實施例中，oled或感光性裝置可被描述為具有-置於-陰極與-陽極之間的，，有機層”。㈣機層可包含—單一層’或可進一步包含具有不同有機材料之多個層’如（例如）關於圖丨及2所描述。亦可使用未特定描述的結構及材料，諸如包含聚合材料之OLED(PLED)(諸如Friend等人之美國專利第mmo號中所揭示，其以全文引用的方式倂入本文。）進一步舉例而έ ，可使用具有一單一有機層的〇LED。可將〇LED堆疊，例如如F〇rrest等人之美國專利第5,7〇7,745號中所述’ 該專利以全文引用的方式倂入本文。該裝置結構可偏離圖 1及4中所說明的單層化結構。例如，基板可包括一成角度的反射表面以改良外耦合’諸如如Forrest等人之美國專利第M91，195號中所述的臺式結構及/或如Bul〇vic等人之美國專利第5,834,893號中所述的坑形結構，該等專利以全文引用的方式倂入本文。基板可為能提供所要之結構特性的任何適當之基板。基 103337.doc -17· 1352221 板可具有可撓性或剛性。基板可為透明、半透明或不透明》塑膠及玻璃為較佳之剛性基板材料之實例。塑膠及金屬箔片為較佳之可撓性基板材料之實例β可選擇基板之材料及厚度以獲得所要的結構特性及光學特性。以引用方式倂入本文的美國專利第6,352,777號提供了可用於光電子裝置的電極或觸點之實例。當用於本文中時，術語"電極"及"觸點•，係關於能提供一用於將光生電流傳遞至外部電路或將偏壓提供給裝置之媒介的層。電極或觸點提供有機感光性光電子裝置之光敏性區域與用於將電荷載流子傳送至外部電路或自外部電流傳送電荷載流子之電線、引線、跡線或其它構件之間的界面。在感光性光電子裝置中，需要允許來自裝置外部之最大量的周圍電磁輻射進入光電導活性内部區域。到達一或多個光電導層的電磁輻射可藉由光電導吸收而轉換成電。此通常指示其中至少 -電觸點應最小地吸收且最小地反射人射電磁轄射。較佳地’該觸點應大體上透明。相對之電極可為反射性材料: 得已穿過電池而不被吸收之光經由該電池而被反射回來。如本文所使用，當一材料層或不同材料之若干層的一序列允許相關波長下的至少5G%之周圍電磁輻射透射穿過該層或該等層時’將該層或該等層稱為"透明的"。類似地，：允許相關波長下的周圍電磁輻射之-些但少於50%透射的層稱為"半透明的"。如本文所使用，"頂部"意謂離基板最遠，而"底部”意謂最靠近基板。舉例而言’對於具有兩個電極之裝置而言， 103337.doc -18- 1352221 底部電極為離基板最近之電極，且其電極。底部電極具有兩個表面：一最:造的第一及一離其:琅罪近基板的底部表面及離基板較通的頂部表面。第二声上蚌，容番兮哲禮描述為，，安置於" ^ It: 層以使其離基板較遠。除非指定實體接觸，，第二層，否則可在第-層與第二層之 : 層。舉例而言’可將陰極描述為"安置於"陽極二有機層，軸裝置或其它非平面各：：女置於…之上”意謂安置得離該結構之充备核心或基板的部分較遠’意即，在其上製造該結構之剩餘部分的該結構之部分。電極較佳地包含金屬或"金屬替代物"。此處，術語"金屬用於包括包含基本純金屬之材料（例如與金屬合金者-亥等金屬合金為包含兩種或兩種以上基本純金屬的材料（例如叫與〜一起，表示為Mg:Ag)。此處，術語”金屬替代物"係關於-種金屬：其在標準定義内並非為金屬，但是其在某些適當的應用中具有所要的類金屬特性。通常針對電極及電荷轉移層所使用之金屬替代物將包括經摻雜之寬忐帶隙半導體，例如，諸如氧化銦錫（IT〇)、氧化鎵銦錫（GITO)及氧化鋅銦錫（ΖΙΤ〇)之透明的傳導氧化物。詳言之’ ΙΤ0為具有約3.2 eV之光學能帶隙的經高度摻雜的簡並半導體’從而使其對於大於約39〇〇人之波長而言為透明的。另一適當之金屬替代物為透明的傳導性聚合物聚苯胺（PANI)及其化學關係物。金屬替代物可進一步選自廣泛範圍之非金屬材料，其中術語”非金屬"意謂包括廣泛範圍 103337.doc •19· 1352221 之材料，其限制條件為該材料不含呈其 :::屬。當金屬以其化學上未結合之形式而:二之:

代地：多種其它金屬组合成為合金，則該金屬可替代地被稱為以其金屬形式存在或為"游離金屬”。因此，有時可將本發明之金屬替代物電極稱為"不含金語"不含金屬"表達上意謂包括一種不含呈其化學…：形式之金屬的材料。游離金屬一般具有由許多價電子產生之某種形式的金屬鍵結，該等價電子可貫穿金屬晶格而在電子導帶令自由移動。儘管金屬替代物可包含金屬組份，但是在若干基上其為"非金屬、其既非為純游離金屬也非為游離金屬之合金。當金屬以其金屬形式而存在時，電子導帶易於提供（在其它金屬特性中）高的電傳導性以及高的對光學輻射的反射性。本發明之實施例可包括一高度透明、非金屬、低電阻的陰極（諸如ParthaSarathy等人之美國專利第6 42〇〇3 i號中所揭示（"Parth贿athy ·03丨"))或一高度有效、低電阻的金屬/ 非金屬複合陰極（諸如Forrest等人之美國專利第5,7〇3,436 號中所揭不（"Forrest '436"))作為光電子裝置之一或多個透明電極，該等專利之全部内容以引用的方式併入本文。較佳地，在包括以下步驟之製程中製備每一類型之陰極：將一 ITO層濺鍍沈積至有機材料（諸如銅酞菁^⑽“上以形成一兩度透明、非金屬、低電阻的陰極或將IT〇層濺鍍沈積至一溥Mg:Ag層上以形成一高度有效、低電阻的金屬/非金屬複合陰極》 103337.doc 1352221 本文中’以下述方式使用術語"陰極"。在周圍#射下且、電阻性負載連接且無外部施加之電㈣非p =〜裝置的翠一單元(例如，pv裝置)中，電子自先:電，移動至陰極中，電子自陰極注入至該、置。類似地，在本文令使用術語"陽極，，使得在照射下的 pv裝置中’電洞自光電導材料移動至陽極，其相當於電子 'g 方式移動。應注意，當在本文中使用該等術語時，陽極及陰極可為電極或電荷轉移層。

有機感光性裝置將包含至少—光敏性區域，在該光敏性區域中光被吸收以形成激態或"激子"，該激子隨後可解離成-電子及一電洞。激子之解離一般將在因受體層及施體層之並置而形成的異質接面處發生。例如，在S1之寰置中，光敏性區域"可包括施體層125及受體層13〇。受體材料可包含（例如）並、萘、芙或奈米管。受體材料之只例為3,4,9，1〇·茈四羧酸雙_苯幷咪唑（pTCBI)。或者，文體層可包含如美國專利第6,58〇,〇27號所描述的芙材料’該專利之全部内容以引用方式併人本文。—層有機施體類型材料相鄰於該受體層。受體層及施體層之邊界形成可產生一内部產生之電場的異質接面。施體層之材料可為酞菁或卟啉或其衍生物或過渡金屬錯合物，諸如銅酞菁 (CuPc)。可使用其它合適之受體及施體材料。經由在光敏性區域中使用有機金屬材料，倂入該等材料之感光性裝置可有效地利用三重態激子。吾人已發現，單重怨-二重態混合對於有機金屬化合物而言可如此堅固從 103337.doc β 1352221 而使得吸收涉及自單重態基態直接至三重態激態的激勵過程’從而排除了與自單重態激態至三重態激態之轉換相關聯的損失。相比於單重態激子，三重態激子之更長的壽命及擴散長度可允許使用更厚的光敏性區域，因為三重態激子可擴散更大的距離以到達施體_受體異質接面，而無需犧牲裝置效率。亦可使用除有機金屬之外的材料。

在本發明之一較佳實施例中，一感光性裝置的堆疊之有機層包括一或多個激子阻斷層（EBL)，如Peumans等人之美國專利第6,097，147號却;户办少价友2000, 76,

2650-52及於1999年U月26曰申請之同在申請中的申請案第〇9/449,801號中所述，該等兩個專利以引用的方式併入本文。在pv裝置+，已藉由包括一EBL以將光生激子限制至解離界面附近的區域並阻止感光性有機/電極界面處之寄生激子淬滅，達成了較高的内部及外部量子效率。除了限制激子可擴散的體積之外’ EBL亦可充當一阻斷在電極之沈積期間所引入的物質的擴散障壁。在某些情況下，可將EBL製得足夠厚以填充可否則使有機”裝置變得無功能的針孔或短接缺陷。EBL因此可幫助保護易碎之有機層免於在將電極沈積至有機材料上時所產生的損壞。咸信EBL因具有-大體上大於相鄰有機半導體之能隙的 LUMO-HOMO能隙而獲得其激子阻斷特性，由此而阻斷激子。因此，歸因於能量考慮，禁止被限制之激子存在於 EBL中。儘管對於EBL而言需要阻斷激子，但是對於而言並不需要阻斷所有電荷H 因於相鄰能級之性 103337.doc •22- 質，EBL可阻斷電荷载流子之一標誌。藉由設計，EBL將存在於兩個其它層（通常為一有機感光性半導體層及一電極或電荷轉移層）之間。在上下文中，相鄰的電極或電荷轉移層將為陰極或陽極。因此，將選擇裝置中之給定位置中的EBL之材料，使得載流子之所要標誌將不會在至電極或電荷轉移層之其傳送過程中受到阻礙。合適的能級對準可確保不存在對電荷傳送之障壁，從而阻止了串聯電阻的增大。舉例而言，對於用作陰極端EBL之材料而言，需要具有與相鄰ETL材料之LUMO能級緊密匹配的LUMO能級使得對電子之任何非吾人所要之障壁得以最小化。應瞭解，材料之激子阻斷性質並非為其HOMO-LUMO能隙之固有特性。一給定材料是否將充當激子阻斷劑取決於相鄰有機感光性材料之相對的HOMO及LUMO能級。因此，不可能將一類化合物孤立地識別為激子阻斷劑而不考慮其中可使用該等化合物之裝置環境。然而，使用本文之教示，熟習此項技術者可在將一給定材料與一所選組之材料一起使用來構造一有機PV裝置時識別該給定材料是否將充當一激子阻斷層。在本發明之一較佳實施例中，EBL位於感光性裝置之受體層與陰極之間。EBL之較佳材料包含：2,9-二甲基-4,7-二苯基-l，10-菲啉（亦稱為浴銅靈或BCP)，其被認為具有約 3.5 eV之LUMO-HOMO能級間隔；或雙（2-曱基-8-羥基喹啉）-苯酚鋁（III)(Alq2OPH)。BCP為一可很容易地將電子自受體層傳送至陰極的有效激子阻斷劑。 103337.doc -23 - 1352221 可以適當之換雜劑摻雜該祖層，該摻雜劑包括（但不限於）3,4,9，1〇_苑四羧酸二酐（pTCDA)、3,4 9，1〇•花四羧酸二酿亞胺（PTCDI)、3,4,9，m㈣酸.雙·苯幷㊃(pTcBi)、 Μ，5,8·萘四㈣二酐阶⑶八)及其衍㈣。吾人認為如在本裳置中所沈積之BCP為非晶#。當前顯然為非晶的激子阻斷層可展示料結晶，其在高的光強度下速度尤其快。所得之對多晶材料的形態改變導致具有諸如短路、空隙或電極材料之侵入的可能缺陷的較低品質之膜。因此，已發現，摻雜一些藉由適當的、相對大的且穩定的分子而展示此效果的EBL材料（諸如Bcp)可穩定EBL結構以阻止效能降級性形態改冑。應進一步瞭解，將在一给定裝置中傳送電子之EBL與—具有接近EBL之LUM〇能級的lum〇能級之材料摻雜將有助於確保不會形成可產生空間電荷聚集並降低效能的電子陷阱。另外，應瞭解，相對低的摻雜密度可在孤立的摻雜劑位置處使激子產生最小化。因為周圍的 EBL材料有效地阻止了該等激子擴散，所以該等吸收減小了裝置光轉換效率。光敏性裝置之代表性實施例亦可包含透明電荷轉移層或電荷重組層。如本文所描述，因為電荷轉移層常常（但並非必須）為無機層（通常為金屬）且一般選擇其不具有光電導活性之事實，所以電荷轉移層可區別於受體層與施體層。本文中使用術語"電荷轉移層"以涉及類似於但不同於電極之層，因為電荷轉移層僅將電荷載流子自一光電子裝置之 —分段傳遞至相鄰分段。本文中使用術語"電荷重組層"以 103337.doc • 24- ⑧ 涉及類似於但不同於電極之層，因為電荷重組層允許重組級聯感光性裝置之間的電子與電洞且亦可增強一或多個光敏性層附近之内部光場強度《可由半透明的金屬奈米叢集、奈米粒子或奈米棒構造電荷重組層，如美國專利第 6,6 5 7,3 78號所描述，該專利之全部内容以引用的方式併入本文。在本發明之一較佳實施例中，陽極平滑層位於陽極與施體層之間。用於此層之較佳材料包含3,4_聚伸乙基二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS)之膜。在陽極（IT0)與施體層（CiiPc)之間引入PEDOT:PSS層可導致極大地改良製造產率。此歸因於經旋塗的PED〇T:PSS膜平面化ITO之能力，否則該ITO之粗糙表面可經由薄分子層而導致短路。在本發明之進一步實施例中，可在沈積下一層之前用電漿來處理一或多個該等層。舉例而言，可用適度的氬或氧電漿來處理該等層。因為此處理可減少串聯電阻，所以其為有利的。特別有利的是：在沈積下一層之前使 PEDOT:PSS層經受適度之電漿處理。通過非限制性實例提供了圖丨中所說明之經簡單分層的結構，且應瞭解，可結合廣泛多種之其它結構來使用本發明之實施例。所描述之特定材料及結構本質上為例示性材料及結構，且可使用其它材料及結構。可藉由以不同方式組合所描述之各個層來達成功能性裝置，或可基於設計、效能及成本因數完全省略若干層。亦可包括未特定描述之其它層。可使用除了紐特定描述之彼等材料之外的材料。 103337.doc -25- 1352221 儘管本文所提供之許多實例將多個層描述為包含單一材料，但是應瞭解，可使用若干材料之組合，諸如主體與捧雜劑之混合物或（更通常地）混合物。並且，該等層可具有各種子層。給予本文中各層之名稱並不意欲具有嚴格限制性》非為光敏性區域之一部分的有機層（意即，通常不吸收對光電流作出重要貢獻之光子的有機層）可被稱為"非光敏性層"。非光敏性層之實例包括EBL及陽極平滑層，亦可使用其它類型的非光敏性層。用於感光性裝置之光敏性層中的較佳有機材料包括環金屬化之有機金屬化合物。如本文所使用之術語"有機金屬，，為如由熟習此項技術者通常所理解且如（例如）"In〇rganic

Chemistry"(第二版）中由 Gary L. Miessler及 Donald A. Tan·，

Pentice-Hall (1998)所給予的那樣》因此，術語有機金屬係關於具有一經由碳-金屬鍵而鍵結至金屬的有機基之化合物。此類本身並不包括配位化合物，其為僅具有來自雜原子之施體鍵的物質’諸如胺、鹵化物、類鹵化物（CN，等）及其類似物之金屬錯合物。實務上，除了至有機物質之一或多個碳-金屬鍵之外，有機金屬化合物通常包含來自雜原子之一或多個施體鍵。至有機物質之碳-金屬鍵係關於金屬與有機基（諸如苯基、院基、稀基等）之碳原子之間的直接鍵，但是並非關於至諸如CN或C0之碳的”無機碳|，之金屬鍵。術語環金屬化係關於包含一個雙齒有機金屬配位基使得在鍵結至金屬時即形成一包括該金屬作為其中一個環員之環結構的化合物。 103337.doc -26- ⑧ 1352221 可使用真空沈積、旋塗、有機氣相沈積、喷墨印刷及此項技術中已知之其它方法來製造有機層。本發明實施例之有機感光性光電子裝置可起PV、光偵測器或光電導體的作用。只要本發明之有機感光性光電子裝置起PV裝置之作用，即可選擇用於光電導有機層中之材料及其厚度（例如）以最優化該裝置之外部量子效率。只要本發明之有機感光性光電子裝置起光偵測器或光電導體之作用’即可選擇用於光電導有機層中之材料及其厚度（例如）以使該裝置對所要之光譜區域的敏感性最大化。可藉由考慮可在層厚度之選擇中使用的若干準則來達成此結果。因為據信大多數激子解離將在界面處發生，所以需要激子擴散長度LD大於或比得上層厚度若^小於 L，則許多激+可在解離t前重組。*一步需要總的光電導層厚度為約電磁輻射吸收長度1/α(其中，α為吸收係數），使得可吸收入射於PV裝置上的幾乎所有輻射以產生激子。此外’光電導層厚度應盡可能薄以避免歸因於有機半導體之南的體電阻率而產生過量串聯電阻。因此’此等競爭準則ϋ有地需要在選擇感純光電子電池之光電導有機層的厚度時進行權衡。 Μ此，_方面，需要一可比得上或大於吸收長度的厚度（ ^ X ν司·於單一電池裝置隨著光電導 —種影響為：歸因而言）以吸收最大量之入射輻射。另一、乃面層厚度增大，增加了兩種不良的影響。裝置電阻並降低了效率。另一不良的影::== 於有機半導體之高的串聯電阻，増加之 103337.doc ⑤ .27· 1352221 層厚度會增加將遠離電荷解離界面處之有效場而產生激子的可能性，從而導致成雙之重組的可能性提高且再次使效率降低。因此，需要一裝置組態，其以可為整個裝置產生高的外部量子效率之方式在此等競爭影響之間平衡。有機感光性光電子裝置可起光偵測器之作用。在此實施例中，該裝置可為多層式有機裝置，例如如2〇〇3年1 1月26 曰申請之美國申請案第10/723,953號中所描述，該申請案之全部内谷以引用的方式併入本文。在此種狀況下，一般施加一外部電場以促進對解離之電荷的提取。可使用一集中器或捕集組態以增加有機感光性光電子裝置之效率’其中強迫光子多次穿過薄吸收區域。美國專利第6,333,458號及第6,440,769號（該等專利之全部内容以引用的方式併入本文）藉由使用結構性設計解決了此問題，該等結構性設計藉由為高吸收及為與可增加收集效率之光學集中器一起使用而最優化光學幾何結構來增強感光性光電子裝置之光轉換效率《感光性裝置之該等幾何結構藉由將入射輻射捕集於反射腔或波導結構内，且藉此藉由光敏材料之多次反射來再循環光從而大體上增加穿過材料之光徑。因此，美國專利第6,333,458號及第6,440,769號中所揭示之幾何結構在不導致體電阻實質增加的情況下提高了裝置之外部量子效率。被包括於該等裝置之幾何結構中的為：第一反射層；一透明絕緣層’其應在所有的尺寸中均長於入射光之光學相干長度以防止光學微腔干擾效應；— 與該透明絕緣層相鄰之透明第一電極層；一與該透明電極 103337.doc -28- 1352221 ' 相鄰之感光性異質接面構；及一，亦具有反射性之第二電 . 極。可使用塗層將光能集中於裝置之所要區域内。以全文引用方式併入本文的美國專利申請案第1〇/857,747號提供了此塗層之實例。有機太陽能電池通常由夹於金屬與IT〇電極之間的分子或聚合有機化合物之薄（約100 nm)層構成。可將該ΙΤ〇濺鍍至玻璃或塑料薄片上，可藉由真空熱蒸發（VTE)、氣相沈 ♦ 積（OVPD)、旋塗或浸塗來沈積有機材料。可在真空中熱蒸發金屬陰極。可自IT0側來照明裝置。不同於矽光電電池，光子吸收可能不會立即產生電荷對。在此結構中可以四個連續步驟發生光電流產生：丨）光子吸收以產生一束缚電荷對，稱為Frenkel激子；2)激子擴散至施體-受體界面，3)激子解離成一個電子_電洞對；及4)於電極處收集該等電子及電洞。通常，選擇施體材料以使其具有低游離電位（IP)，而受體材料具有高電子親和力（EA)，從而驅使激子在界面處發生放熱解離。個別層可較佳足夠厚以有效地吸收光，同時處於激子之特徵性擴散長度内》下文的表丨提供了用於一些較佳有機 PV電池材料的典型激子擴散長度之清單。材料 Zd(A)技術參考小分子系統 PTCBI 30±3 PL淬滅 0) 103337.doc 29 • · ⑧ 1352221 PTCDA 自 ^Ieqe之 880士60 (3) PPEI 〜700 PL淬滅 (5) CuPc 自 tIeqe之 100±30 (1) 自 ^|eqe之 680士200 (6) ZnPc 自 ^Ieqe之 300土 100 (7) C60 自 Beqe之400土50 (1) 自 Ή EQE 之 141 (2) Alq3 200 (8) ~200 (9) 聚合物系统 PPV 自 ηΕ(?Ε之 7〇±1〇 (4) 自 Ή E Q Ε 之 1 2 0 士 3 0 (6) PEOPT 自11 EQE之 47 (2) 50 PL淬滅 (10) 在上表中，PPEI為茈雙（苯乙基醯亞胺），alq3為參（8-羥基啥淋）紹，CuPc為銅敵菁，ZnPc為辞欧菁。使用SnO2淬滅表面之結果且假定無窮大表面重組速率來計算PPEI之結果。導致2·5±0.5 μπι的PPEI之LD的結果可能受到在溶劑蒸汽輔助之退火期間的淬滅劑擴散及形態變化的影響。具有 120土3 0的PPV之結果並不考慮光學干涉效應。自下列源獲得擴散長度量測：（l)Peumans，P·; Yakimov，A.; Forrest, S.R·，J. Appl. Phys. 2003，93，3693; (2)L.A.A. Pettersson等人，J. Appl. Phys., 86，487 (1999); (3)V. Bulovic及 S.R· 103337.doc -30- ⑤ 1352221

Forrest, Chem. Phys. 210，13 (1996); (4)J· J. M. Halls 等人，Appl. Phys. Lett. 68，3120(1996); (5) Β·Α· Gregg 等人，J. Phys. Chem. B 101，5362 (1997); (6)T. Sttibinger及 W. Bruiting, J. Appl. Phys. 90, 3632 (2001); (7)H. R. Kerp 及 E.E· van Faassen, Nord. Hydrol· 1，1761 (1999); (8)A. L. Burin及 Μ·Α· Ratner，J. Phys. Chem. A 104，4704 (2000); (9)V. E. Choong等人，J. Vac. Sci. Technol. A 16，1838 (1998); (10)M Theander 等人，Phys. Rev. B 61, 12957(2000)° 由於諸多有機化合物（例如，銅酞菁）中之高吸收係數，總之此導致100至1000A的所要之層厚度·遠薄於矽基或 Gdtzel光電電池中的活性層。有機分子及聚合物鏈可藉由凡得瓦爾力而結合在一起，且可在周圍條件下形成低密度 (1.1 g/cm3)固體薄膜。可在低基板溫度下且在適度熱衡算下沈積該等薄膜，從而允許在各種基板上建置有機光電電池而無需活性層與基板晶格匹配。一種有機異質接面光電

整體異質接面可為施體及受體材料

Tang及 Van Slyke在 1986年論證了一電池’其具有1 %的量子效率。然而質接面光電電池受到限制，這是因. 的穿插式網路。不同 103337.doc •31 - 1352221 於一大體上平坦之異質接面，光子之吸收可發生在施體-受體界面附近，從而增加了電荷解離的可能性。為了製造整體異質接面，可將混合施體-受體分子薄膜沈積於基板上並且退火，以誘發相解離。類似地，可旋轉澆鑄兩種聚合物並允許相隔離，從而製造穿插式結構。在聚合物及小分子系統兩者中皆達成了高達3.5%之效率。可在（例如）以下文獻中獲得關於C6〇及效率之總體資訊： Peumans，P·及 S.R. Forrest, Fer少-

Heterostructure Copper Phthalocyanine/C60 Photovoltaic Applied Physics Letters, 2001，79(1):第 126頁。可在以下文獻中發現關於整體異質接面（整體異質接面）結構之總體資訊：P.，S. Uchida 及 S.R. Forrest，5μ/Αγ Heterojunction Photovoltaic Cells Using Small-Molecular-PFez.g/z，容awz.c JTiz.h Nature，2003，425(6954):第 158 頁，及 /或 Shaheen，S.E.等人，2.5% Organic

Plastic Solar Cells, Applied Physics Letters, 2001, 78(6): 第841頁。藉由使用更好的有機材料、級聯光電電池及金屬奈米叢集，可預期更大的收益。前述清單為例示性清單且非意欲具有排它性。可在以下文獻中發現關於金屬奈米叢集之總體資訊：Yakimov，A.及 S.R. Forrest，尸/zoiovo/iage

Multiple-Heterojunction Organic Solar Cells Incorporating Interfacial Metallic Nanoclusters. Applied Physics Letters, 2002, 80(9):第 1667-1669頁。 103337.doc -32· ⑤ 1352221 儘管己知的有機光電電池可能不比矽或Gratzel電池效率更高，但是其製造起來潛在地可更為簡便且成本更低。有機材料亦允許更廣泛地選擇基板。在本文之一實施例中揭示了一種製造有機光電電池（呈纖維形態）的方法，藉由當前技術發展水平及材料，該方法可產生3.5%或效率更高的太陽能電池，但是可顯著降低成本且與已知有機光電電池相比形狀因數更為多變。圖2展示了根據本發明之一實施例之光敏纖維結構2〇〇的表示。為了說明之清晰，圖2可非按比例繪製。光敏纖維結構200可包含：一支撐元件202 ;第一電極204，其可大體上環繞該支撐元件202; —有機層206，其可大體上環繞該第一電極層204且其包含一光敏性區域；第二電極2〇8，其可大體上環繞該有機層206;及一辅助導體210，且可與透明電極208的一些表面電接觸。根據本發明之一實施例之光敏纖維結構200可進一步包含一外層212。在一實施例中’支撐元件202可由可撓性固體材料製成。實例可包括光學纖維、電信纖維及固體耐綸股線。在一實施例中’核心可為固體耐綸股線》可在不背離本發明之範鳴的前提下接受其它材料’且取決於特定應用的結構性要求可使用廣泛多多種尺寸。支樓元件202及第一電極 204 —起包含一"導電核心"。支撐元件2〇2可具有傳導性或非傳導性。在一實施例中，導電核心可為單一元件，而無需使支撐元件202獨立於第一電極204。較佳地，此導電核心包含一種可提供足夠結構特性及傳導性之材料^金属導 103337.doc •33· 線為此導電核心之一較佳實例。不管是否存在獨立支撐元件202，第一電極204可包含兩個或兩個以上的層（諸如（舉例而言）第一鋁層，其被第二鋰層環繞）。合適的導電材料之實例包括銀、金、銅及鋁。可使用其它導電材料。較佳地’導電核心具有可撓性。在一實施例中’有機層206可為聚合物或小分子整體異質接面塗層。在一實施例中，有機層206之厚度可在約】至 200 nm之間變化。聚合物或小分子整體異質接面塗層之實例分別包括PCBM-nMDMO-PPV及CuPc-C6〇。如本文所使用， PCBM為6,6_苯基-C61· 丁基酸-甲酯， MDMO-PPV為聚（2-甲氧基-5-(3，，7，-二甲基辛氧基w，4•伸苯基-伸乙烯基）， PPV為聚（1，4-伸苯基-伸乙烯基）， C60為巴克芙， ?1〇£?為2,3,7,8，12，13，17，18-八乙基-211^，2311-〇卜吩翻（11)(亦稱為叙八乙基卟琳）， PTCBI為3,4,9，10-茈四羧酸雙-苯幷咪唑，亦可選擇其它有機層’諸如平面異質接面層或混合異質接面層’以及可提供光生的其它材料組合，而不會背離本發明之範疇。在一實施例中，第二電極208可為透明且包含一種包含 PEDOT-PSS之聚合物。ITO為另一種較佳的材料。較佳地’第二電極208為透明且具有可挽性《亦可選擇金屬性 103337.doc •34· 1352221 % 或非金屬性的其它透明電極材料，疇。而不會背離本發明之範在一實施例中，外層212可為光學上透明使用其它材料。取決於所需的保護而不受環它層（諸如第二電極208)所提供的此保護的量 212。之耐論。亦可境之量及由复，可省略外層

在工業實踐中’難以控制（例如）其内編織有該纖維之布料中的光敏纖維結構（類似於圖2中的2〇〇)的方位定向。在一些布料組態中，僅能有效曝露光敏纖維表面之25。/ 於習知平坦光電電池中之50%)。可使用包含（例如帅或 PEDOT-PSS聚合物的第二電極細。然而，透明電極（諸如包含ITO及PED0T_PSS的彼等透明電極）的電阻通常太大以至於不能沿大於約1 0111的長度傳導電流。因此，可將輔助導體210應用於有機層2〇6及第二電極2〇8兩者並且可與其電接觸。該辅助導體210可在光敏纖維結構2〇〇之整個長度

上提取電流。在一實施例中，輔助導體210可包含（例如）銀、金、銅或鋁。可將辅助導體210電耦接至第二電極 208，且可覆蓋第二電極2〇8之外部表面的約5%至約5〇%。另外，儘管在圖2中被描繪成固體導線，但是輔助導體可為至少金屬導線、金屬化導線、金屬帶、金屬化帶及金屬塗層中之任一者。辅助導體210可纏繞光敏纖維結構200，或可應用於一大體上平行於支撐元件2〇2之軸的方向上备纏繞’則工作循環較佳應較低’從而使由輔助導體2丄〇所覆蓋的表面之量最小化，因為辅助導體2丨〇並非必須為 103337.doc ⑧ -35 - 1352221 9 %

透明且需要最小化被辅助導體所阻斷的光之量。"工作循環"為其中辅助導體210進行-個整轉的沿纖維之軸向距離β g二電極之至少圓周的工作循環係較佳的，以避免阻斷來自過多活性區域的光。對於可希望用作第二電極· 的大多數材料而言，且對於大多數纖維尺寸而言，預期軸向上之傳導而非圍繞電極2〇8之圓周的傳導將為辅助導體 ⑽所解決的問題’從而可能不存在對極小工作循環的顯著傳導以處。當可將太陽能纖維倂人產品使得難以控制輔助導體210之取向（諸如，編織成其中僅期望一部分纖維曝露至光的特定布料）時，可較佳以足夠低的工作循環纏繞輔助導體210以避免以下情形：具有辅助導體21〇之纖維總疋朝著光源定向而阻斷曝露至光的纖維部分之實質部分。此外，在一實施例中，輔助導體2丨〇可為環繞第二電極208的電導體之編織物（未圖示），其中自該編織物的阻塞程度較佳不大於約50% »儘管圖3說明了一藉由第二電極 208而與有機層206分隔的輔助導體210，但是此分隔非為必須且輔助導體210可接觸有機層206。例如，可在第二電極208之前製造輔助導體21〇。圖3展示了根據本發明之一實施例的一類.似於圖2之光敏纖維結構的光敏纖維結構300的表示，其進一步包括一激子阻斷層320。該激子阻斷層320可包含一置於有機層2〇6 與第二電極208之間的非光敏性層，使得非光敏性激子阻斷層320電耦接至有機層206及第二電極208中之每-者。較佳地，激子阻斷層320為有機層。為了便於說明，僅在 103337.doc -36- ⑧ 1352221 k 圖3之放大部分中展示激子阻斷層32〇。在光敏纖維结構中，於第一電極204與第二電極208之間可包括其它較=為有機的非光敏性層。例如，可將阻斷層、平滑層及此項技術中已知或可知的任何其它層倂入纖維結構中。一種根據本發明製造光敏纖維結構2〇〇的方法是以ιτ〇塗佈電信纖維並且隨後使用真空熱蒸發或浸塗以沈積（一或多個）活性有機f可使用真空蒸發來沈積導體（類似於圖2 中之2 10)其後可使用通用電探測技術來測試該光敏纖維。實際光敏纖維之尺寸服從於其架構，且兩者同時且稍微叠代地建立。一般而言，當考慮可用於編織成織物的可撓性光敏纖維之通用化圓柱形裝置幾何形狀時，總纖維厚度可在約10-100 μιη之間變化，包括外層（類似於圖2中之 2 12)，而活性有機層（例如，有機層206)之厚度通常僅為約 100 nm 〇活性有機層（例如’有機層206)所吸收的光功率藉由下式近似給出： Ρ〇ρΑΦ ·d ·L (2) 其中φ、~及1^分別表示光通量、陽極處的纖維半徑及不間斷的纖維長度。所得總光電流藉由下式給出：

r _ 戶。，L 1pg~~V~fF (3) ψ oc 其中Tjpvvr、FF及乂。。分別表示光電電池之功率效率、占空因 103337.doc •37· 1352221 $ 4 數及開路電壓。（功率效率說 ϋ旦k ^、，·0構中之入射太陽能 .. ^貝戰電路中所產生的功率 Ρμ η = νΤψ ·ΙΛ «=(〇.〇5 · FF · Voc ). 其中沿著纖維長度允許5%的電壓降落，。同時，歐姆定律指示：

(005 ^VJ_PL

LPG (4) 且在運行中Ip(J=Ij|fi (5) /負載 Acs 助導體210)之電組合方程式（2)- 其中P為陽極（例如，第二電極2〇8及/或輔阻率，而Ac^Tc.d*t為陽極的橫截面面積。 (5)獲得： Ρ·]^Φ·η (>__g p^r —·〇5，/ψ2·νί (6) 若將鋁（Ρ= 5·10·8 Ω·ιη)用作内部導體（類似於圖2中之 2〇4)，且給定ηρλν = 3〇/〇、FF=〇 5、v〇c=〇 5 ν，則内部導體 (類似於圖2中之204)的最小厚度之估算（以米為單位）將為： t>5«10'6.L2 (7) 其中L亦以米表示。因此，若每丨〇 cm分接出電流，則可使用5 μιη厚之A1塗層。此亦設定了導體的直徑，即： π•心’ = π·尤/4 (8) 其中dau為輔助導體（諸如圖2之輔助導體21〇)之直徑。因此，從上文可得，dau=30 μιη。 103337.doc •38- 1352221 在一實施例中，包括輔助導體210的光敏織維結構200可纏繞在一起且隨後藉由（例如）10 μιη厚的外層212密封以導致稍稍為長方形橫截面之光敏纖維結構，其大直徑為約 110 μιη。此直徑可適用於典型紡織處理設備且適用於倂入工業及私用織物。據信’根據本發明之一實施例之光敏纖維結構可以低成

本製造並且可倂入纺織品之南速製造。一個可能之連續製造序列可為：穿過含感光性聚合物之換合物的溶體抽取金屬或金屬化耐綸核心。該感光性聚合物可乾燥並且相分離，得到一環繞該核心的整體異質接面結構。隨後可以導電聚合物（例如’ PED〇T)塗佈該核心。可引入導體並以低工作循環與光生核心纏繞在一起，或線性地應用於一大體上平行於光敏纖維之核心的軸的方向上，以允許光敏纖維中充分的光吸收。最後，可藉由密封於透明塑料外鞘或其它保護性外層中來"抛光"整個光敏纖維，從而有助於保護其不受機械（例如，磨蝕）及環境損傷。最終，所安裝之太陽電池板之可行性取決於原材料之成本、製造、模組總成、傳送及現場安裝。儘管對大規模製造之光敏纖維的最終成本之估算僅為近似的，但是期望其小於石夕光電電池之最終成本。可八 J目上文獲得的尺寸來計算用於光敏纖維之光敏性聚合物的皙 ^ , 5 _ f量。1 m長的纖維將需要〜10 mg之乾燥光敏性聚合物 2 物且自先敏纖維紡織的1 m的一條布料將使用〜〇· i g之教 g乾垛先敏性聚合物。諸如之化學物當前可以<$3〇/克之僧彳員格大置購侍（純度99%)，且 103337.doc •39· 1352221 在不久的將來其價格有望降低。取決於紡織、處理及強度，消費者可以$ 1至$20每m2的價格獲得耐綸布且大宗客戶可以大體上更低的價格獲得。效率為3%的1 ^光電^ 池能夠產生平均30瓦特的電力。若光敏纖維成本在基於技術合成之織物的價格範圍内，則所產生的功率的價格在〜$0.1與$0.8/瓦特之間。典型矽基太陽能電池具有$34°/瓦特的安裝成本。此外，與沈重且龐大的矽光電模組相比，製造呈機械穩固之可撓性織物形態的太陽能電池可極大地降低安裝成本。用於製造光敏纖維的聚合物之性質可較佳滿足若干光、電、機械及流變要求。為了最大化太陽能電池的效率，光生層的吸收光譜應盡可能多地重疊太陽輕射光譜。共耗聚合物通常具有>2 eV之能帶隙，其省略了入射太陽輻射之一顯著部分。可使用類似小分子之側枝及類似c6()之官能基來修改活性聚合物之結構及組合物以使其包括太陽光譜的低能量部分。通常參看Brabec, C.J.等人之Orgam.c Photovoltaic Devices Produced From Conjugated Polymer/Methanofullerene Bulk Heterojunctions, Synthetic Metals，2001，121(1-3):第 1517 頁；Shaheen，S.E·等人之

Low Band-Gap Polymeric Photovoltaic Devices, Synthetic Metals，2001，121 :第 1583 頁。然而，聚合物之結構性修改亦將影響其熔融溫度、流變特性及晶序。儘管聚合物熔融流變為一經充分研究之主題，但是幾乎不存在涉及光電電池中所使用之聚合物流變 103337.doc •40· 1352221 學的研究；其中許多在最近5年才被综合β 除了修改光敏性聚合物的化學結構之外，可藉由將低能帶隙染料分子摻雜入主體薄膜來改良（"敏化")光吸收。然而，在染料分子上產生的激子保持被捕集，此歸因於其相對於周圍聚合物基質的較低能量。設計奈米級的三相形態 (類似於GratZel電池中所採用的三相形態）可克服此限制。可將兩親媒性摻雜劑分子與疏水性及親水性聚合物混合，使得在退火時該兩親媒性摻雜劑可在兩個聚合物相之間的邊界處產生第三相。淨效應為吸收並立即解離三重界面處的低能量激子》鄰近鏈之間的電荷及激子跳躍亦限制了光電電池的輸出電流。障壁塗層設計之操作假設為化學物質（例如，〇2及 H2〇)於光電電池中的擴散導致光及電活性化合物之分解，其藉由熱及光應力得以加速。儘管在一些聚合材料中濕氣擴散係數可較低，但是更難以避免氧擴散。金屬塗層經常用於一些應用（例如，食品包裝、光學纖維塗層等等）中，但是其亦阻斷太陽能通量。實情為，可將透明氧化物(例如，Ti〇2、Si〇2&A12〇3)塗層用於太陽能纖維。將氧化物薄膜用作基於有機之裝置中之擴散障壁的困難源於處理及應用觀點。高品質、緻密氧化物之沈積溫度通常較高 (>500°C)’而有機材料之分解溫度通常較低（<5〇〇。〇。氧化物亦較為易碎’其具有不同於聚合物的熱膨脹係'數，從而在處理及使用期間易於形成裂縫。已發展了障壁塗層，其中採用父替聚合物及濺鍍金屬氧化物無機薄臈。參看（例 103337.doc ⑧ •41- 1352221 % 如）5尸/五 Afee"•«茗 2000 中之 Burrows, P.E.等人的

Permeation and Lifetime Tests on Polymer-Based Barrier CoW/wgs。無機層用於阻斷對裝置有害的化學物質之擴散’而聚合物中間層用於起襯墊的作用且機械去耦該等氧化物層。亦可接受低成本合成途徑，諸如氧化物之溶膠凝膠合成》對於OLED實施例而言，有機層2〇6可包含有機發光裝置之有機層。在圖4中（以平面方式）說明了此等層，且在上文

及下文中對其進行了進一步詳細描述。輔助導體可用於 OLED實施例中以提供電流。電洞傳送層425可包括一種能夠傳送電洞的材料。電洞傳送層430可為固有（未摻雜）或經摻雜。摻雜可用於增強傳導性。ct-NPD及TPD為固有電洞傳送層之實洞傳送層的實例為以加之莫耳比的以F4•則Qp摻雜雜之:_ MTDATA，如Forrest等人之美國專利申請公開案第2〇〇2-

術觸A1號中所揭示，其以全文引用的方式倂入本文。可使用其它電洞傳送層β 發射層43 5可包括—錄右地& 種有機材枓，當電流在陽極415斑陰極彻之間通過時該有機材料能夠發射光。較佳地，發射 :種磷光發射材料，儘管亦可使用營光發射材 :。^佳為鱗光材料，此是因為與此等材料相關 :效率。發射層435亦可包含-種能夠傳送電子及/或電洞 =:料:其摻雜有可捕集電子、電洞及/或激子的發 :從而經由光電發射機制自發射性材料來鬆弛激 103337.doc ⑧ -42· 1352221 子。發射層435可包含一種組合傳送及發射性質的單一材料。不管該發射性材料是摻雜劑還是主要組分，發射層 435可包含其它材料，諸如調節發射性材料之發射的摻雜劑。發射層435可包括複數種發射性材料，其在組合時能夠發射所要光譜之光。構光發射材料之實例包括 Ir(ppy)3。螢光發射材料之實例包括dcm及DMQA。主體材料之實例包括Alq3、CBP及mCP〇發射性及主體材料之實例揭示於Thompson等人之美國專利第63〇3 238號，其以全文引用的方式倂入本文。發射性材料可以多種方式被包括於發射層435中。例如，可將發射性小分子倂入聚合物。此可藉由若干種方式來完成：藉由將小分子摻雜入聚合物作為獨立且不同的分子物質；或藉由將小分子倂入聚合物主鏈，以便形成共聚物；或藉由鍵結小分子作為聚合物上之側基。可使用其它發射層材料及結構。例如，小分子發射性材料可作為樹狀體之核心而存在。許多有用之發射性材料包括至金屬中心的一或多個配位基。右配位基對有機金屬發射性材料之光敏性性質具有直接貢獻，則其可被稱作具有"光敏性"。當發射光子時，，,光敏〖生配位基可結合金屬提供電子自其移動或移動至其的能級。其它配位基可被稱作具有"輔助性％辅助性配位基可修改分子的光敏性性質，例如，藉由變換光敏性配位基之能級，但是輔助性配位基不會直接提供光發射中所涉及的月b級。在一種分子中具有光敏性的配位基在另一種分子中可具有輔助性。光敏性及辅助性之此等定義意欲為非限 103337.doc ⑧ -43· 1352221 制性理論。應注意，如本文所使用的術語"光敏性，，通常意謂直接與光吸收或光發射有關。在與感光性裝置相對的 OLED之内容中所提供的特定意義為通用定義的内容應用。電子傳送層440可包括一種能夠傳送電子的材料。電子傳送層440可為固有（未摻雜）或經摻雜。摻雜可用於增強傳導性。Alq3為固有電子傳送層之一實例^ n摻雜之電子傳送層之實例為以1:1之莫耳比的以Li摻雜之Bphen，如 Forrest等人之美國專利申請公開案第2〇〇2 〇〇71963八1號中所揭示，其以全文引用的方式倂入本文。可使用其它電子傳送層。可選擇電子傳送層之電荷載運組份以使電子能夠有效地自陰極注入電子傳送層之LUM〇(最低未佔據分子軌域）能級。電荷載運組份"為對[υΜ〇能級負責的材料，其實際上傳送電子。此組份可為基底材料，或其可為掺雜劑。有機材料之LUM0能級通常以彼材料之電子親和力為特徵，且陰極之相對電子注入效率通常依據陰極材料之功函數而破特徵化。此意謂電子傳送層及鄰近陰極的較佳性質可依據ETL之電荷載運組份的電子親和力及陰極材料之功函數來私疋特定5之，為了達成高電子注入效率，陰極材料之功函數與電子傳送層之電荷載運組份的電子親和力相比較佳不大於約0.75 eV，更佳不大於約〇 5 eV。類似的考慮因素可應用於電子所注入的任何層。 0LED中之阻斷層可用以減小離開發射層的電荷載流子 103337.doc 1352221 (電子或電洞）及/或激子之數目。電子阻斷層43 〇可置於發射層435與電洞傳送層425之間’以阻斷電子在電洞傳送層 425之方向上離開發射層435。類似地，電洞阻斷層44〇可置於發射層135與電子傳送層445之間，以阻斷電洞在電子傳送層440之方向上離開發射層435。阻斷層亦可用於阻斷激子擴散出發射層。阻斷層之原理及用途更詳細地描述於 Forrest等人之美國專利第6,097’丨47號及美國專利申請公開案第2002-0071963 A1號中，其兩者以全文引用的方式倂入本文。如本文所使用且如熟習此項技術者所理解，術語"阻斷層"意謂該層提供一能顯著抑制電荷載流子及/或激子傳送穿過裝置的障壁，而無需暗示該層有必要完全阻斷電荷載流子及/或激子。與一缺乏阻斷層的類似裝置相比，此阻斷層在一裝置中之存在可導致大體上較高的效率。並且，阻斷層可用於將發射限制在OLED之所要區域。通常，注入層包含一種可改良電荷載流子自一個層（諸如電極或有機層）注入鄰近有機層的材料。注入層亦可執行電荷傳送功能。在裝置4〇〇中，電洞注入層42〇可為能夠改良電洞自陽極415注入電洞傳送層425的任何層。Cupcg 一種可用作來自ITO陽極415及其它陽極之電洞注入層的材料之一實例。在裝置4〇〇中，電子注入層45〇可為能夠改良電子注入電子傳送層445的任何層。LiF/A1為一種可用作將電子自鄰近層注入電子傳送層的電子注入層的材料之一實例。可將其它材料或材料之組合用於注入層。取決於特 103337.doc •45- 1352221 定裝置之組態，注入層可置於不同於裝置4〇〇中所示之位置的位置處。在Lu等人之美國專利申請案第〇9/93 1 948號中提供了注入層之更多實例，該專利申請案以全文引用的方式併入本文◎電洞注入層可包含一種經溶液沈積之材料’諸如旋塗聚合物（例如PED〇T:PSS)，或者其可為經蒸 Ά沈積之小分子材料（例如CuPc或MTDΑΤΑ)。電洞注入層（HIL)可平面化或潤濕陽極表面以便提供自陽極至電洞注入材料之有效電洞注入。電洞注入層亦可具有一電荷載運組份，該電荷載運組份具有Η〇Μ〇(最高佔據分子軌域）能級，其中該HOMO能級有利地匹配（如藉由其本文所述之相對游離電位（IP)能所界定）位於HIL之一側上的鄰近陽極層及位於HIL相對側上的電洞傳送層。"電荷載運組份”為對HOMO能級負責之材料，其實際上傳送電洞。此組份可為HIL之基底材料，或者其可為摻雜劑。使用經摻雜之HIL允許關於摻雜劑之電性質來選擇該摻雜劑，且允許關於形態特性（諸如，潤濕、可撓性、韌性等等）來選擇主體。HIL材料之較佳特性係如此使得可將電洞自陽極有效地注入HIL材料。特定言之，HIL之電荷載運組份的巧與陽極材料之IP相比較佳不大於約0.7 eV。更佳地，電荷載運組份之IP與陽極材料之IP相比不大於約〇 5 eV。類似的考慮因素可應用於電洞所注入的任何層。HIL材料可與通常用於OLED之電洞傳送層中之習知電洞傳送材料進一步區別之處在於此等HIL材料可具有大體上小於習知電洞傳送材料之電洞傳導性的電洞傳導性。本發明之HIL之厚度 103337.doc -46· 可足夠厚以有助於平面化或潤濕陽極層之表面。例如，對 ;極為平滑的陽極表面而言，小至10 nm的HIL厚度是可接又的。然而’由於陽極表面傾向於極為粗链，因此在一歧狀況下可能需要高達50nm的HIL厚度。保護層可用於在隨後的製造過程中保護下面的層。例如用於製造金屬或金屬氧化物頂部電極的過程可能損傷有機層’而一保護層可用於減小或消除此損傷。在裝置 4〇〇中，保護層455可減小在陰極46〇之製造期間對下面的有機層之損傷。較佳地，一保護層對於其傳送（裝置4〇〇中之電子）的類型之載流子具有高載流子遷移率，使得其不會顯著增加裝置400之運作電壓。CuPc、BCP及各種金屬酞菁為可用於保護層的材料之實例。可使用其它材料或材料之組合。保護層455之厚度較佳足夠厚使得存在彳艮少或不存在歸因於在沈積有機保護層460之後所發生之製造過程的對下面的層之損傷，但是厚度不能如此厚以至於顯著增加裝置400之運作電壓。保護層455可經摻雜以增加其傳導性。例如，可以Li摻雜CuPc或BCP保護層460 ^對保護層之更詳細描述可發現於Lu等人之美國專利申請案第 09/931,948號，其以全文引用的方式倂入本文。除非另外指定，否則可藉由任何適宜之方法沈積各個實施例的任何層。對於有機層而言，較佳方法包括熱蒸發、喷墨（諸如以全文引用的方式倂入本文的美國專利第 ΜΠ’982號及第6，G87，196號中所描述）、有機氣相沈積 (ovpdx諸如以全文引用的方式倂入本文的F〇rrest等人之 103337.doc -47- 1352221 美國專利第6,337,102號中所描述）及藉由有機蒸汽喷射印刷（OVJP)之沈積（諸如以全文引用的方式倂入本文的美國專利申請案第1G/233,47G號中所描述）。其它適宜之沈積方法包括旋塗及其它基於溶液的過程。基於溶液的過程較佳在 m性氣氛中執行。對於其它層而t，較佳方法包括熱瘵發。較佳圖案化方法包括透過遮罩沈積 '冷焊(諸如以全文引用方式倂入本文的美國專利第6 294,398號及第 6,468’819號_所述）及與諸如喷墨及〇幻]〇之一些沈積方法相關的圖案化。亦可使用其它方法。可修改待沈積的材料以使其與特定沈積方法相容。舉例而f，可將取代基（諸如烧基及芳基，分枝或未分枝，且較佳含有至少3個碳）用於小刀子以增強其承受溶液處理的能力。可使用具有個或更多個碳的取代基’且3_2〇個碳為較佳範圍。與具有對稱結構之材料相比，具有不對稱結構之材料可具有更好的溶液可處理性’因為不對稱材料可具有較低的再結晶趨勢。樹狀體取代基可用於增強小分子承受溶液處理的能力。可以夕種不同方式取代本文所揭示的分子而不會背離本發月之範可例如，可將取代基添加至具有三個雙齒配位基的化合物，使得在添加了取代基之後，該等雙齒配位基中的一或多個被鏈接在一起以形成（例如）一個四齒或六齒配位基彳形成其匕此等鏈接。據信，相對於無鍵接的類似化合物，此類鏈接可增加穩定性，此歸因於此項技術中所通常理解的”螯合效應”。 103337.doc -48- 1352221

根據本發明之實施例製造的裝置可被倂入廣泛多種消費品，包括平板顯示器、電腦螢幕、電視機、告示牌'内部或外部照明之光及/或訊號設備、檯頭顯示器、完全透明顯示器、可撓性顯示器、雷射印表機、電話、行動電話、個人數位助理（PDA)、膝上型電腦、數位相機、攝像機、取景器、微顯示器、車輛、大面積牆體、劇場或體育場螢幕'或標誌。可將各種控制機制用於控制根據本發明所製造的裝置，該等控制機制包括被動式矩陣及主動式矩陣。諸多裝置意欲用於人體舒適的溫度範圍，諸如18亡至 C ’且更佳在室溫下（2〇-25。〇。儘管關於特定實例及較佳實施例描述了本發明，但是應理解，本發明並非侷限於此等實例及實施例。因此，所主張的本發明可包括自本文所描述的該等特定實例及較佳實施例之變化，如熟習此項技術者易於瞭解。【圖式簡單說明】圖1展示一有機PV裝置，其包含一陽極、一陽極平滑層、一施體層、一受體層、一阻斷層及一陰極。圖2展示一光敏纖維。圖3展示一包括一阻斷層的光敏纖維。圖4展示一有機發光裝置。【主要元件符號說明】 100 有機感光性光電子裝置 110 基板 115 陽極 103337.doc ⑧ -49· 1352221

120 陽極平滑層 125 施體層 130 受體層 135 阻斷層 140 陰極 200 光敏纖維結構 202 支撐元件 204 第一電極 206 有機層 208 第二電極 210 辅助導體 212 外層 300 光敏纖維結構 320 激子阻斷層 400 有機發光裝置 410 基板 415 陽極 420 電洞注入層 425 電洞傳送層 430 電子阻斷層 435 發射層 440 電洞阻斷層 445 電子傳送層 450 電子注入層 103337.doc • 50 1352221 455 保護層 460 陰極 462 第一傳導層 464 第二傳導層 103337.doc -51 -

Claims

1352221 第094124013號專利申請案中文申請專利範圍替換本(1〇〇年9月) 十、申請專利範圍： 1. 一種感光性裝置結構，其包含： /@年9月/3日修正本導電核心，其包括第一電極；由有機光敏層形成之光敏性區域，該有機光敏層係環繞該核心且電連接至該第一電極；及透明之第二電極，其環繞且電連接至該有機光敏層，其中該有機光敏層包含施體型材料及受體型材料，該等材料形成施體-受體異質接面，其藉由該有機光敏層中光子之吸收而產生激子；其中該开> 成於有機光敏層中之激子係在施體-受體界面之激子擴散長度(LD)内。 2. 如請求項1之結構，其中該核心包括非傳導性支撐元件及環繞該非傳導性支撐元件之傳導性第一電極。 3. 如請求項2之結構，其中該支撐元件包含耐綸纖維。 4. 如請求項2之結構，其中該支撐元件包含光學纖維。 5·如請求項1之結構’其中該導電核心包含金屬導線。 6. 如請求項1之結構，其進一步包含電耦接至該第二電極之導電性輔助導體。 7. 如請求項6之結構，其中該辅助導體具有大體上平行於該核心之軸的軸。 8. 如請求項6之結構，其中該辅助導體係以至少為該第二電極之圓周之工作循環纏繞該第二電極。 9. 如請求項6之結構’其中該辅助導體為下列中之一者：金屬導線，金屬化導線，金屬帶，金屬化帶及金屬塗 103337-1000913.doc 1352221 層β ίο. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 如請求項6之結構，其中該輔助導體為環繞該第二電極的電導體之編織物。如請求項1之結構，其中該第一電極為銀、金、銅或紹 +之一者。如請求項1之結構，其中該第二電極為ITO或PEDOT-PSS 中之一者。如請求項1之結構，其中該有機光敏層進一步包含非光敏性區域。如請求項13之結構，其中該非光敏性區域為激子阻斷層。如請求項1之結構’其中該光敏性區域包含一位於一對有機材料之間的異質接面’該對有機材料係 PCBM/MDMO-PPV、CuPc/C6〇或 CuPc/PTCBI 中之一者。如請求項1之結構，其進一步包含環繞該第二電極的外層0 一種織物，其包含：複數種纖維’其中各纖維進一步包含：導電核心，其包括第一電極；第一有機層，其環繞該核心且電連接至該第一電極；及透明之第二電極，其環繞並電連接至該有機層。一種製造感光性裝置結構之方法，其包含：以有機層塗佈匕3第一電極之導電核心，其中該有機 I03337-1000913.doc -2- 1352221 層包含光敏性區域，該光敏性區域係形成環繞該核心且電連接至該第—電極之有機光敏層，其中該有機光敏層包含施體型材料及受體型材料’該等材料形成施體-受體異質接面，其藉由該有機綠層中光子之吸收而產生激子，其中該形成於有機光敏層中之激子係在施體受體界面之激子擴散長度内；及在該有制上沈積透明之第二電極，其中㈣二電極係環繞該有機光敏層且電連接至該有機紐層，其中該第電極、该有機光敏層及該第二電極形成光敏性裝置。 19如請求項18之方法，其進一步包含將導電導體施加於該第二電極上。 20.如請求項18之方法，1巾 .^ ^ '、中該第一電極、該有機層及該第 :::包含感光性裝置’且該有機層包含光敏性區域。 =Γ之方法’其中係藉由浸塗使該有機層塗佈於 5亥導電核心上。其中該施體—受體異質接面係整體其中該有機光敏層具有相當於電磁 22·如请求項18之方法，異質接面。 23. 如清求項18之方法，輻射吸收長度之厚度 24. 如請求項18之方法，間之厚度。干该有機光敏層具有1-200⑽之 2 5 _如請求項18之方法，甘士分从及圍繞哕非導^ 包括非導電性支撐元件非導電性支撐元件之傳導性第-電極。 103337-1000913.doc