CN101911331B - 横向有机光电器件及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包括有机光伏器件的有机光电器件。在本发明的某些实施方案中，有机光电器件可实现将在光学纤维芯侧面或周围区域的一个或多个点处接受的电磁能转换成电能。

Description

横向有机光电器件及其应用
相关申请资料
本申请依据35U.S.C.§119(e)，在此要求2007年11月1日提交的美国临时专利申请序号61/001700的优先权，所述申请通过参考以其全文并入本文中。
政府许可权声明
本发明通过美国国防部空军科学研究局(AFOSR)授予号FA-9550-04-1-0161的资助而完成。联邦政府对本发明保留特定的许可权。
技术领域
本发明涉及有机光电器件，特别是涉及有机光伏器件。
背景技术
由于许多原因，在多种多样的应用中越来越希望采用有机材料的光电器件。用于构造有机光电器件的材料，与其无机相应物相比相对廉价，从而比利用无机材料制造的光电器件提供了成本优势。而且，有机材料提供了期望的物理性能如柔性，使得它们可用于刚性材料不适合的应用中。有机光电器件的实例包括有机光伏电池、有机发光装置(OLED)和有机光检测器。
当跨负载连接并暴露于光下时，光伏器件通过产生光生电流而将电磁辐射转换成电。光伏电池产生的电力能够用于许多用途，包括照明、加热、电池充电以及需要电能的动力装置。
当在无限负载下照射时，光伏器件产生其最大可能的电压，开路电压或Voc。当其发生电短路下照射时，光伏器件产生其最大电流，I短 路或ISC。在工作条件下，将光伏器件连接到有限负载上，且电力输出等于电流和电压的乘积。由光伏器件产生的最大功率不能超过Voc和ISC的乘积。当对负载值进行优化以最大化发电时，电流和电压的值分别为Imax和Vmax。
在评价光伏电池性能时，关键特性是填充因数ff。所述填充因数为光伏电池的实际功率与电流和电压两者都为其最大值时其功率之比。根据方程(1)提供光伏电池的填充因数。
ff＝(ImaxVmax)/(ISCVOC)      (1)
光伏电池的填充因数始终小于1，因为在工作条件下，绝不能同时获得ISC和VOC。然而，在填充因数的值接近1的值时，器件展示了较小的内部电阻，因此在最佳条件下向负载传递了更大百分比的电力。
光伏器件的其他特征是其将电磁能转换成电能的效率。根据方程(2)提供光伏器件的转换效率，ηp，其中Pinc为入射到光伏器件上的光的能量。
ηP＝ff*(IscVOC)/Pinc            (2)
利用结晶或无定形硅的器件占据了商业应用的优势地位，且某些已经达到了23％以上的效率。然而，高效的晶体基器件、尤其是大表面积的器件，制造起来困难且昂贵，这是因为问题在于制造大晶体时不能存在晶体缺陷，晶体缺陷会促进激子复合。商购可得的无定形硅光伏电池展示了约4～12％的效率。
构造与无机器件效率相当的有机光伏器件是一个技术难题。某些有机光伏器件展示了1％以下级别的效率。激子扩散长度(LD)与有机层厚度之间严重的长度规模不匹配，造成了有机光伏器件所展示的低效率。为了有效吸收可见光的电磁辐射，有机膜的厚度必须为约500nm。这种厚度大大超出典型为约50nm的激子扩散长度，从而经常造成激子复合。
希望能提供表现出提高电磁能转换成电能的效率的有机光伏器件。考虑到本文中所讨论的有机光电器件的优势，所以希望提供的有机光伏器件能够提供与无机光伏器件相当且在某些情况下大于无机光伏器件的效率。
发明内容
本发明提供包括有机光伏器件且具有纤维结构的有机光电器件及其制造方法。
在一个实施方案中，本发明提供一种光电器件，所述器件包括纤维芯、围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极、围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层、以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透辐射的第二电极。在某些实施方案中，在部分覆盖所述有机层中，所述不透辐射的第二电极并不完全覆盖所述有机层。
在某些实施方案中，不透辐射的第二电极覆盖小于约95％的所述光敏有机层。在其他实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约90％、小于约80％、或者小于约70％的所述光敏有机层。在另一个实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约60％的所述光敏有机层。在另外的实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约50％的所述光敏有机层。在某些实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约30％或者小于约20％的所述光敏有机层。在某些实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约10％的所述光敏有机层。
在某些实施方案中，本发明的光电器件包含光伏电池。
在某些实施方案中，所述光电器件的纤维芯以一定角度弯曲而形成V形结构。例如，在一个实施方案中，所述光电器件的纤维芯以90度角弯曲。在另一个实施方案中，所述光电器件的纤维芯以小于约90度的角弯曲。在另外的实施方案中，所述光电器件的纤维芯以大于约90度的角弯曲。
在另一个实施方案中，本发明提供一种光电器件，其包括：至少一个含至少一个光伏电池的元件(pixel)，所述光伏电池包含：纤维芯；围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极；围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层；以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的第二电极。在某些实施方案中，一个元件包含多个光伏电池。在其他实施方案中，一个光电器件包含元件阵列。在另外的实施方案中，光电器件包含元件阵列，各个元件包含多个光伏电池。
在另一个方面中，本发明提供制造光电器件的方法。根据本发明的实施方案，制造光电器件的方法包括：提供纤维芯；在所述芯的表面上布置透辐射的第一电极；布置与所述第一电极电连通的至少一个光敏有机层；以及布置与所述有机层电连通的不透辐射的第二电极，其中所述不透辐射的第二电极部分地覆盖所述光敏有机层。在某些实施方案中，所述光电器件包含光伏电池。
本发明还提供将电磁能转换成电能的方法。在一个实施方案中，本发明的方法利用波导来提高电磁能转换成电能的效率。本文中所述的本发明光电器件的实施方案能够利用波导来提高这种效率。
在某些实施方案中，将电磁能转换成电能的方法包括在光电器件的侧面或周边区域处接受辐射，所述光电器件包括纤维芯、围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极、围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层、以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透辐射的第二电极。一旦在沿光电器件侧面的一个或多个点处接受辐射时，与在器件端部处接受而沿纤维芯的长轴向下传输的情况相反，所述辐射被传输到至少一个光敏有机层中，从而在有机层中产生激子。所产生的激子随后分离成空穴和电子，且所述电子移动到与光电器件连通的外部电路中。
在某些实施方案中，辐射可以以任意期望角度入射到光电器件的侧面上。在一个实施方案中，光电器件在与纤维芯长轴正交的平面中接受辐射。在某些实施方案中，光电器件的纤维结构使得可在宽的角度范围内接受并收集入射的辐射。在某些实施方案中，本发明的光电器件能够接受和/或收集以约0度～约180度的角度入射到光电器件侧面或周边区域上的辐射。在另一个实施方案中，光电器件能够接受和/或收集入射角度为约0度～约90度的辐射。
为了可在宽角度范围上接受入射的辐射，在某些实施方案中，未将本发明的光电器件限制为任何特殊取向来最大化辐射的接受和/或捕获。因此，本发明的光电器件被认为具有与其集成的辐射收集器或集中器。
将电磁能转换成电能的方法的实施方案还考虑到对光电器件侧面处辐射的入射角进行调整。在某些实施方案中，调整入射角包括改变光电器件相对于入射辐射源的取向或位置。在其他实施方案中，调整入射角包括相对于光电器件的位置来改变提供辐射的光源位置。
在下面的发明详述中，对本发明的这些和其他实施方案进行更详细描述。
附图说明
图1显示了本发明一个实施方案的光电器件的截面图。
图2显示了本发明一个实施方案的光电器件。
图3显示了本发明实施方案的光电器件的短路电流。
图4显示了本发明实施方案的光电器件的开路电压。
图5显示了本发明实施方案的光电器件的短路电流。
图6显示了本发明实施方案的光电器件的开路电压。
发明详述
本发明提供有机光电器件，其包括有机光伏器件，具有纤维结构。在一个实施方案中，本发明提供一种光电器件，所述器件包括纤维芯、围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极、围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层、以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透辐射的第二电极。在某些实施方案中，光电器件包含光伏电池。
在某些实施方案中，不透辐射的第二电极覆盖小于约95％的所述光敏有机层。在其他实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约90％、小于约80％或者小于约70％的所述光敏有机层。在另一个实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约60％的所述光敏有机层。在另外的实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约50％的所述光敏有机层。在某些实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖小于约30％或者小于约20％的所述光敏有机层。在某些实施方案中，所述不透辐射的第二电极覆盖所述光敏有机层的小于约10％。
现在转向在本发明光电器件的各种实施方案中能够包括的组件，本发明的光电器件包含纤维芯。根据本发明的实施方案，所述纤维芯包含光学纤维。适用于本发明的光学纤维包括玻璃光学纤维、石英光学纤维和塑料光学纤维(POF)。在某些实施方案中，塑料光学纤维由聚甲基丙烯酸甲酯来构造。在其他实施方案中，塑料光学纤维由含全氟环丁烷(PFBC)的聚合物如全氟环丁烷聚(芳基醚)来构造。根据本发明的某些实施方案，光学纤维包括单模光学纤维和多模光学纤维。用于本发明中的光学纤维可以是柔性的。
在某些实施方案中，纤维芯包含铟锡氧化物(ITO)纤维。当光学纤维芯包含ITO纤维时，单独且截然不同的第一电极可以是任选的。在某些实施方案中，ITO纤维充当纤维芯和第一电极两者，在其他实施方案中，将含透辐射的导电氧化物的第一电极按照本文的设置布置在ITO纤维的表面上。
在某些实施方案中，本发明光电器件的纤维芯的直径为约1μm～约2μm。在其他实施方案中，纤维芯的直径为约90μm～约1mm。在另外的实施方案中，纤维芯的直径为约20μm～约800μm。
根据某些实施方案，纤维芯能够具有任意期望的长度。在某些实施方案中，纤维芯的长度为约500nm～约100mm。在其他实施方案中，纤维芯的长度为约1μm～约1mm。在另外的实施方案中，纤维芯的长度为约10μm～约100μm。
根据本发明的某些实施方案，纤维芯还能够包含一种或多种向上转换剂(upconverter)。如本领域中技术人员所理解的，向上转换剂是一种材料，其可实现发射的电磁辐射的能量比该材料所吸收的电磁辐射的能量更高，用以产生激发态。在某些实施方案中，适用于本发明中的向上转换剂，在可实现被本发明光电器件的光敏有机层吸收的波长下，能够吸收红外辐射并发射可见光辐射。
在某些实施方案中，向上转换剂可包括含有至少一种镧系元素的材料。在某些实施方案中，向上转换剂材料能够包括含有至少一种镧系元素的纳米粒子。适用于本发明某些实施方案的向上转换剂材料中的镧系元素包括铒、镱、镝、钬或它们的混合物。在某些实施方案中，向上转换剂材料包含掺杂有铒、镱、镝、钬离子的金属氧化物和金属硫化物，或它们的混合物。在其他实施方案中，光学纤维可以直接掺杂铒、镱、镝、钬的离子，或它们的混合物。
在其他实施方案中，向上转换剂材料能够包含有机化学物类。有机向上转换剂材料能够包含H2C6N和4-二烷基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺以及1，8-萘二甲酰亚胺衍生物和化合物如多支链的萘二甲酰亚胺衍生物TPA-NA1、TPA-NA2和TPA-NA3。有机向上转换剂材料还能够包含4-(二甲基氨基)肉桂腈(顺式和反式)、反式-4-[4-(二甲基氨基)苯乙烯基]-1-甲基吡啶碘、4-[4-(二甲基氨基)苯乙烯基]吡啶、4-(二乙基氨基)苯甲醛二苯腙、反式-4-[4-(二甲基氨基)苯乙烯基]-1-甲基吡啶对甲苯磺酸盐、2-[乙基[4-[2-(4-硝基苯基)乙烯基]苯基]氨基]乙醇、4-二甲基氨基-4′-硝基芪、分散橙25、分散橙3和分散红1。
在某些实施方案中，向上转换剂材料包含反斯托克斯(anti-Stokes)材料、激光染料、防伪染料或其组合。在某些实施方案中，反斯托克斯材料、激光染料和防伪染料包含取代的二苯甲酮、联苯、二苯、红外染料如聚甲炔、和光谱增感剂如菁部花青。在某些实施方案中，防伪染料包含磷光体、荧光体、热致变色和/或光致变色的化学物类。
在另外的实施方案中，向上转换剂材料包含量子点。根据某些实施方案，量子点能够包含III/V和II/VI半导体材料如硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)和硒化锌(ZnSe)。向上转换剂材料还能够包含核-壳结构的量子点。
除了本文中提供的那些之外，本发明的实施方案还预料到了包含过渡金属如铬的其它向上转换剂材料。
在另一个实施方案中，本发明某些实施方案的纤维芯还能够包含一种或多种向下转换剂(downconverters)。如本领域技术人员所理解的，向下转换剂是一种材料，其可实现发射的电磁辐射的能量低于该材料所吸收的电磁辐射的能量，用以产生激发态。在某些实施方案中，向下转换剂包含量子点，所述量子点包括硫化铅和硒化铅量子点。
在某些实施方案中，向上转换剂和/或向下转换剂能够布置在光学纤维芯内。在其他实施方案中，向上转换剂和/或向下转换剂能够布置在光学纤维芯的表面上以及在纤维芯与透辐射的第一电极的界面处。
在某些实施方案中，纤维芯还能够包含至少一种散射剂。在另一个实施方案中，纤维芯能够包含多种散射剂。根据本发明的实施方案，散射剂能够将在与纤维芯长轴正交的平面上吸收的电磁辐射进行散射。在某些实施方案中，散射剂能够将电磁辐射从纤维芯呈放射状向外散射，可使得散射的辐射被围绕纤维芯的一个或多个光敏有机层吸收。
在某些实施方案中，散射剂能够包含过渡金属纳米粒子。在实施方案中，适合用作散射剂的过渡金属包括金、银、铜、铌、钯和铂。根据某些实施方案，过渡金属纳米粒子能够包含棒或丝。例如，在一个实施方案中，过渡金属纳米棒或纳米丝的直径为约2nm～约50nm。
本发明的光电器件包含围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极。如本文中所使用的，“透辐射的”是指至少部分传送电磁光谱可见光区域内的辐射的能力。在某些实施方案中，透辐射材料能够传送可见光电磁辐射且吸收或其他干涉最少。此外，如本文中所使用的，电极是指提供介质用于将光生电流传递到外部电路或向光电器件提供偏压的层。电极在有机光电器件的感光区域与电线、导线、路径或其他机构之间提供接口，以将电荷载流子输入或输出外部电路。
根据本发明的某些实施方案，透辐射的第一电极包含透辐射的导电氧化物。在某些实施方案中，透辐射的导电氧化物能够包含铟锡氧化物(ITO)、镓铟锡氧化物(GITO)、锑锡氧化物(ATO)、铟锑氧化物(IAO)以及锌铟锡氧化物(ZITO)。在另一个实施方案中，透辐射的第一电极能够包含透辐射的聚合物材料如聚苯胺(PANI)及其化学相关物。
在某些实施方案中，3，4-聚乙烯二氧基噻吩(PEDOT)能够是第一电极的合适的透辐射聚合物材料。在其他实施方案中，透辐射的第一电极能够包含厚度可实现至少部分透过可见光电磁辐射的碳纳米管层。
在另一个实施方案中，透辐射的第一电极能够包含复合材料，所述复合材料包含分散在聚合物相中的纳米粒子相。在一个实施方案中，纳米粒子相能够包含碳纳米管、富勒烯或它们的混合物。在另外的实施方案中，透辐射的第一电极能够包含厚度可实现至少部分透过可见光电磁辐射的金属层。在某些实施方案中，金属层能够包含元素态纯的金属或合金。适合用作透辐射第一电极的金属包含高功函数(workfunction)金属。例如，在一个实施方案中，高功函数金属的公函为至少4.7eV。
在某些实施方案中，透辐射的第一电极的厚度为约10nm～约1μm。在其他实施方案中，透辐射的第一电极的厚度为约100nm～约900nm。在另一个实施方案中，透辐射的第一电极的厚度为约200nm～约800nm。在另外的实施方案中，透辐射的第一电极的厚度大于1μm。
本发明的光电器件包含至少一个光敏有机层。根据某些实施方案，光电器件能够包含多个光敏有机层。
在某些实施方案中，光敏有机层的厚度为约3nm～约1μm。在其他实施方案中，光敏有机层的厚度为约80nm～约800nm。在另外的实施方案中，光敏有机层的厚度为约100nm～约300nm。
根据本发明的实施方案，光敏有机层包含至少一个感光区域，在所述感光区域中吸收电磁辐射而产生激子，随后所述激子解离成电子和空穴。在某些实施方案中，感光区域能够包含聚合物。在一个实施方案中，适用于光敏有机层的感光区域中的聚合物包括共轭聚合物如噻吩，包括聚(3-己基噻吩)(P3HT)、聚(3-辛基噻吩)(P3OT)和聚噻吩(PTh)。
在某些实施方案中，适用于光敏有机层的感光区域的聚合物包括半导体聚合物。在一个实施方案中，半导体聚合物包括苯乙炔，如聚(苯乙炔撑)和聚(对苯乙炔撑)(PPV)、及其衍生物。在其他实施方案中，半导体聚合物能够包含聚芴、萘及其衍生物。在另外的实施方案中，用于光敏有机层的感光区域的半导体聚合物包括聚(2-乙烯基吡啶)(P2VP)、聚酰胺、聚(N-乙烯基咔唑)(PVCZ)、聚吡咯(PPy)和聚苯胺(PAn)。
根据某些实施方案，感光区域能够包含小分子。在一个实施方案中，适用于光敏有机层的感光区域的小分子包括香豆素6、香豆素30、香豆素102、香豆素110、香豆素153和香豆素480D。在另一个实施方案中，小分子包括部花青540。在另外的实施方案中，小分子包括9，10-二羟基苯并[a]芘-7(8H)-酮、7-甲基苯并[a]芘、芘、苯并[e]芘、3，4-二羟基-3-环丁烯-1，2-二酮、以及1，3-双[4-(二甲基氨基)苯基-2，4-二羟基环丁烯二鎓二氢氧化物。
在本发明的某些实施方案中，在相邻的施主材料和受主材料之间形成的有机层中的异质结处促使激子解离。在本发明的某些实施方案中，有机层包含在施主材料和受主材料之间形成的至少一个本体异质结(bulk heterojunction)。在其他实施方案中，有机层包含在施主材料和受主材料之间形成的多个本体异质结。
在有机材料的情况中，术语施主和受主是指两种接触但不相同的有机材料的最高被占用分子轨道(HOMO)和最低空余分子轨道(LUMO)能级的相对位置。这与在无机材料的情况中这些术语的使用形成对比，在无机材料的情况中施主和受主可以是指可用于分别产生无机n型和p型层的掺杂剂的类型。在无机材料的情况中，如果一种材料与另一种材料接触时处于较低的LUMO能级，则所述材料为受主。反之则为施主。在没有外部偏压时，在能量上有利于施主-受主结处的电子进入受主材料中和空穴进入施主材料中。
根据本发明的某些实施方案，光敏有机层中的感光区域包含聚合物复合材料。在一个实施方案中，所述聚合物复合材料能够包含分散在聚合物相中的纳米粒子相。适用于制造感光区域的聚合物相的聚合物能够包括共轭聚合物，如噻吩，包括聚(3-己基噻吩)(P3HT)和聚(3-辛基噻吩)(P3OT)。
在某些实施方案中，分散在聚合物复合材料的聚合物相中的纳米粒子相包含至少一种碳纳米粒子。碳纳米粒子包含富勒烯、碳纳米管、或它们的混合物。在一个实施方案中，适用于纳米粒子相的富勒烯包含1-(3-甲氧基羰基)丙基-1-苯基(6，6)C61(PCMB)。根据某些实施方案，用于纳米粒子相中的碳纳米管能够包括单壁纳米管、多壁纳米管、或它们的混合物。
在本发明的某些实施方案中，在聚合物复合材料中聚合物与纳米粒子之比为约1∶4～约1∶0.4。在其他实施方案中，聚合物复合材料中聚合物与纳米粒子之比为约1∶2～约1∶0.6。例如，在一个实施方案中，聚(3-己基噻吩)与PCBM之比为约1∶1～约1∶0.4。
在另外的实施方案中，分散在聚合物相中的纳米粒子相包含至少一种晶须(nanowhiskers)。如本文中所使用的，晶须是指由多个碳纳米粒子形成的结晶碳纳米粒子。在某些实施方案中，通过将含聚合物复合材料的光敏有机层进行退火来制造晶须。根据某些实施方案，可实现形成晶须的碳纳米粒子包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和富勒烯。在一个实施方案中，晶须包含结晶的PCBM。在某些实施方案中，光敏有机层的退火还能够提高纳米粒子相在聚合物相中的分散。
在感光区域包含聚合物相和纳米粒子相的实施方案中，聚合物相充当施主材料，且纳米粒子相充当受主材料，由此形成异质结以将激子分离成空穴和电子。在纳米粒子分散在整个聚合物相的实施方案中，有机层的感光区域包含多个本体异质结。
在另外的实施方案中，在光敏有机层的感光区域中的施主材料能够包含有机金属化合物，包括卟啉、酞菁及其衍生物。通过将有机金属材料用于感光区域中，掺入了这类材料的光敏器件可有效利用三重态激子。据认为，有机金属化合物的单重态-三重态混合可以如此之强，使得吸收参与从单重基态直接激发到三重激发态，消除了与将单重激发态转换成三重激发态相关的损耗。与单重态激子相比，三重态激子的寿命和扩散长度更长，使得可使用更厚的感光区域，因为三重态激子可扩散更长的距离而到达施主-受主异质结，但不牺牲器件效率。
在另外的实施方案中，光敏有机层的感光区域中的受主材料包含二萘嵌苯、萘及其混合物。
在某些实施方案中，光电器件的光敏有机层还包含一种或多种向上转换剂和或向下转换剂材料。在某些实施方案中，光敏有机层包含任意的本文中所述的向上转换剂和/或向下转换剂材料。
本发明的光电器件包含部分覆盖光敏有机层的不透辐射的第二电极。在某些实施方案中，不透辐射的第二电极能够包含金属。如本文中所使用的，金属是指由元素纯的金属如金构成的材料、以及含有由两种以上元素纯的材料构成的材料的金属合金。在某些实施方案中，第二电极包含金、银、铝或铜。根据某些实施方案，第二电极的厚度为约10nm～约10μm。在其他实施方案中，第二电极的厚度为约100nm～约1μm。在另外的实施方案中，第二电极的厚度为约200nm～约800nm。
在某些实施方案中，在部分覆盖光敏有机层的情况中，不透辐射的第二电极未完全覆盖所述光敏有机层。在某些实施方案中，不透辐射的第二电极覆盖小于约95％的所述光敏有机层。在其他实施方案中，不透辐射的第二电极覆盖小于约90％、小于约80％或者小于约70％的所述光敏有机层。在另一个实施方案中，不透辐射的第二电极覆盖小于约60％的所述光敏有机层。在另外的实施方案中，不透辐射的第二电极覆盖小于约50％的所述光敏有机层。
根据某些实施方案，含有氟化锂(LiF)的层能够布置在光敏有机层和第二电极之间。所述LiF层的厚度能够在约5埃～约10埃的范围内。
在某些实施方案中，所述LiF层能够被至少部分氧化，产生含氧化锂(Li2O)和LiF的层。在其他实施方案中，LiF层能够被完全氧化，导致氧化锂层缺乏或基本上没有LiF。在某些实施方案中，通过将LiF层暴露在氧气、水蒸气或其组合下，将LiF层氧化。例如，在一个实施方案中，通过暴露在含分压小于约10-6托的水蒸气和/或氧气的气氛下，将LiF层氧化成氧化锂层。在另一个实施方案中，通过暴露在含分压小于约10-7托或小于约10-8托的水蒸气和/或氧气的气氛下，将LiF层氧化成氧化锂层。
在某些实施方案中，将LiF层暴露在含水蒸气和/或氧气的气氛下约1小时～约15小时的时间。在一个实施方案中，将LiF层暴露在含水蒸气和/或氧气的气氛下大于约15小时的时间。在另外的实施方案中，将LiF层暴露在含水蒸气和/或氧气的气氛下小于约一小时的时间。根据本发明的某些实施方案，将LiF层暴露在含水蒸气和/或氧气的气氛下的时间取决于气氛中水蒸气和/或氧气的分压。水蒸气或氧气的分压越高，则暴露时间越短。
在某些实施方案中，本发明的光电器件还能够包含其他层，如一个或多个激子阻挡层。在本发明的实施方案中，激子阻挡层(EBL)能够作用于将光生激子限制在接近解离界面附近的区域处并防止寄生激子(parasitic exciton)在光敏有机/电极界面处猝灭。除了限制激子可能扩散的路径之外，EBL还充当在电极布置期间所引入物质的扩散屏障。在某些实施方案中，EBL能够具有足够的厚度以填充针形眼或短缺缺陷，否则它们会使得有机光伏器件不可运行。
根据本发明的某些实施方案，EBL能够包含聚合物复合材料。在一个实施方案中，EBL包含分散在3，4-聚乙烯二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)中的碳纳米粒子。在另一个实施方案中，EBL包含分散在聚(偏氯乙烯)及其共聚物中的碳纳米粒子。分散在聚合物相中、包括PEDOT:PSS和聚(偏氯乙烯)的碳纳米粒子能够包含单壁纳米管、多壁纳米管、富勒烯或它们的混合物。在另外的实施方案中，EBL能够包含其功函数能可实现允许空穴传输并同时阻碍电子通道的任何聚合物。
在某些实施方案中，可将EBL布置在光电器件的透辐射的第一电极和光敏有机层之间。在光电器件包含多个光敏有机层的某些实施方案中，能够将EBL布置在光敏有机层之间。
在某些实施方案中，本发明的光电器件还能够包含外部金属接点。在一个实施方案中，外部金属接点与第二电极接触并与第二电极电连通。在某些实施方案中，在纤维光电器件外周和长度的至少一部分上，所述外部金属接点能够实现抽出(extract)电流。在某些实施方案中，外部金属接点能够包含金属，包括金、银或铜。在另外的实施方案中，外部金属接点能够实现将未被吸收的电磁辐射反射回来进入至少一个光敏有机层，以进一步吸收。
根据本发明的某些实施方案，光电器件还能够包含电荷转移层。如本文中所使用的，电荷转移层是指仅将电荷载流子从光电器件的一个部分转移至另一个部分的层。例如，在一个实施方案中，电荷转移层能够包含激子阻挡层。
在某些实施方案中，电荷转移层能够布置在光敏有机层和透辐射的第一电极之间和/或光敏有机层和不透辐射的第二电极之间。在其他实施方案中，可以将电荷转移层布置在光电器件的不透辐射的第二电极和保护层之间。根据某些实施方案，电荷转移层是不感光的。
在某些实施方案中，能够对本发明的光电器件的层进行腐蚀，从而阻止或降低总的受抑内反射。在一个实施方案中，与光敏有机层相邻的激子阻挡层，在与有机层形成界面的侧面上能够被腐蚀。例如，含PEDOT的激子阻挡层，在与P3HT/PCBM光敏有机层形成界面的侧面上能够被腐蚀。
在某些实施方案中，能够利用平板印刷法来腐蚀光电器件的层，所述平板印刷法包括光刻法。在一个实施方案中，在准备腐蚀的层的表面上沉积光刻抗蚀剂。根据本发明的实施方案，光刻抗蚀剂包含正抗蚀剂或负抗蚀剂。一旦沉积光刻抗蚀剂后，就将所述抗蚀剂暴露在辐射下并利用合适的溶剂将其显影。图案保持在光伏器件的层上。光刻抗蚀剂能够以任何期望的图案来放置。例如，一种图案包含以固定距离隔开的一系列平行线。在将抗蚀剂显影之后，然后通过任意合适的极性有机溶剂如丙酮对光电器件的层进行腐蚀。随后，将光刻抗蚀剂从光电器件的层上剥除，从而留下腐蚀过的层。
图1显示了本发明一个实施方案的光电器件的横截面。图1中所示的光电器件(100)包含光学纤维芯(102)。光学纤维芯(102)被透辐射的第一电极(104)围绕。透辐射的第一电极(104)能够包含透辐射的导电氧化物如铟锡氧化物、镓铟锡氧化物或锌铟锡氧化物。透辐射的第一电极(104)被激子阻挡层(106)包围。在某些实施方案中，EBL(106)能够包含分散在聚合物相如3，4-聚乙烯二氧基噻吩或聚(偏氯乙烯)中的碳纳米粒子。所述EBL(106)被光敏有机层(108)围绕。在某些实施方案中，光敏有机层(108)包含P3HT-碳纳米粒子聚合物复合材料。在某些实施方案中，光敏有机层(108)能够与透辐射的第一电极(104)直接电连通。在其他实施方案中，含激子阻挡层的电荷转移层可以布置在透辐射的第一电极(104)和光敏有机层(108)之间，从而在透辐射的第一电极(104)和光敏有机层(108)之间提供间接电连通。光敏有机层(108)。不透辐射的第二电极(110)部分覆盖光敏有机层(108)。如图所示，光敏有机层(108)和光电器件(100)未被不透辐射的第二电极(110)覆盖的部分可实现接受电磁辐射用于转换成电能。在图1中所示的实施方案中，不透辐射的第二电极(110)覆盖约50％的光敏有机层(108)。
在某些实施方案中，将光电器件的纤维芯以一定角度弯曲而形成V型结构。在一个实施方案中，将光电器件的纤维芯以90度角弯曲。在另一个实施方案中，将光电器件的纤维芯以小于约90度的角弯曲。在另外的实施方案中，将光电器件的纤维芯以大于约90度的角弯曲。
图2显示了本发明一个实施方案的光电器件，其中光电器件的纤维芯被弯曲。图2中所示的光电器件(200)的构造与图1中所示的器件相同。然而，图1中的光电器件以角度θ弯曲。在某些实施方案中，θ为约90度。在其他实施方案中，θ大于约90度。在另外的实施方案中，θ小于约90度。图2中所示光电器件(200)的弯曲结构使得从器件的一个侧面反射的辐射可以被相对侧面捕获，由此提高了辐射吸收和转换效率。
在某些实施方案中，本发明的一个或多个光电器件能够组装在包括机织织物和非机织织物的织物中。在这种实施方案中，本发明的光电器件能够结合在衣服、帐篷、背包和其他制品中，并随后按本文中所提供的，用于将电磁能转换成电能。
在某些实施方案中，具有纤维结构的光电器件包含光伏电池。在一个实施方案中，光伏电池包含纤维芯、围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极、围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层、以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透透辐射的第二电极。
根据本发明的实施方案，纤维光伏电池可实现在与光学纤维芯长轴正交的平面中接受电磁辐射。在某些实施方案中，在与光学纤维芯长轴正交的平面中接受的电磁辐射能够通过透辐射的第一电极传送并通过消散区域(evanescence field)进入光敏有机层。在其他实施方案中，接受到的电磁辐射能够通过光学纤维内的散射剂散射入光敏有机层中。在另外的实施方案中，接受到的电磁辐射的至少一部分能够发生向上转换(upconversion)并发射入光敏有机层中。
根据本发明的某些实施方案，纤维光伏器件能够显示大于0.2的填充因数。在其他实施方案中，纤维光伏器件能够展示大于0.5的填充因数。在另外的实施方案中，纤维光伏器件能够显示大于0.7的填充因数。
在某些实施方案中，本发明的纤维光伏器件能够显示了大于约6％的转换效率ηp。在其他实施方案中，纤维光伏器件能够展示大于约10％的转换效率。在另一个实施方案中，纤维光伏器件能够显示大于约15％的转换效率。在另外的实施方案中，纤维光伏器件能够显示大于35％的转换效率。
在某些实施方案中，本发明提供了一种光电器件，其包括：含至少一个光伏电池的至少一个元件，所述光伏电池包含：纤维芯；围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极；围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层；以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透辐射的第二电极。在某些实施方案中，元件的光伏单元包含多个光敏有机层。
在某些实施方案中，元件包含多个光伏电池。在其他实施方案中，光电器件包含元件阵列。在另外的实施方案中，光电器件包含元件阵列，各个元件包含多个光伏电池。
在本发明的某些实施方案中，相互独立地构造用于元件用途的纤维光伏电池。在这种实施方案中，选择一种纤维光伏电池的组成材料，而无需参考其它纤维光伏电池所选择的组成材料。例如，在一个实施方案中，一个纤维光伏电池包含玻璃光学纤维芯，同时另一个光伏电池包含塑料光学纤维芯。因此，在某些实施方案中，元件和元件阵列不需要包含相同构造的纤维光伏电池。纤维光伏电池的构造能够以符合本文中所述材料和方法的任何方式变化，以制造适用于多种多样应用的元件和元件阵列。
在某些实施方案中，能够将多个纤维光伏电池成束。在这种实施方案中，各个纤维光伏电池能够构成单个元件，或者多个纤维光伏电池能够集体构成单个元件。
在另一个方面，本发明提供了制造光电器件的方法。根据本发明的实施方案，制造光电器件的方法包括：提供纤维芯；在所述芯的表面上布置透辐射的第一电极；布置与所述第一电极电连通的至少一个光敏有机层；以及布置与所述有机层电连通的不透辐射的第二电极，其中所述不透辐射的第二电极部分地覆盖所述光敏有机层。在某些实施方案中，所述光电器件包含光伏电池。
在某些实施方案中，在纤维芯上布置透辐射的第一电极，包括在纤维芯表面上溅射或浸渍涂布透辐射的导电氧化物。在某些实施方案中，布置与第一电极电连通的光敏有机层包括通过浸涂、旋涂、气相沉积或真空热退火在第一电极上沉积有机层。根据某些实施方案，布置与光敏有机层电连通的第二电极，包括通过气相沉积、旋涂或浸涂在有机层上沉积第二电极。
在某些实施方案中，制造光电器件的方法还包括对一个或多个光敏有机层进行退火。在光敏有机层包括含聚合物相和纳米粒子相的复合材料的某些实施方案中，对有机层进行退火能够制造更高结晶度的聚合物和纳米粒子相，并导致纳米粒子相更好地分散在聚合物相中。包含富勒烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或它们的混合物的纳米粒子相能够在聚合物相中因退火而形成纳米晶须。根据某些实施方案，对光敏有机层进行退火，包括在约80℃～约155℃的温度下对有机层加热约1分钟～约30分钟的时间。在某些实施方案中，能够对光敏有机层加热约5分钟。
在某些实施方案中，制造光电器件的方法还包括在纤维芯中布置至少一种向上转换剂和/或散射剂。
除了制造光电器件的方法之外，本发明还提供将电磁能转换成电能的方法。可利用波导来提高转换效率。
在一个实施方案中，将电磁能转换成电能的方法包括在光电器件的侧面或周边区域处接受辐射，所述光电器件包括纤维芯、围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极、围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层、以及部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透辐射的第二电极。一旦在沿光电器件侧面的一个或多个点处接受辐射后，与在器件端部处接受而沿纤维芯长轴传输的情况相反，所述辐射被传输到至少一个光敏有机层中，从而在有机层中产生激子。随后所产生的激子在有机层的一个或多个异质结处分为空穴和电子，且所述电子移动进入与光电器件连通的外部电路中。
在某些实施方案中，将电磁辐射传输到光敏有机层包括通过消散区域传输辐射。在其他实施方案中，将电磁辐射传输到光敏有机层包括将在与光学纤维长轴正交的平面中接受的电磁辐射的至少一部分进行向上转换。根据本发明的某些实施方案，向上转换包括利用向上转换材料吸收在光电器件侧面处接受的辐射而产生激发态，并将辐射发射到至少一个有机层中，从而释放激发态，其中所述发射的辐射的波长比吸收的辐射的短。在某些实施方案中，通过向上转换材料吸收的部分辐射包含红外辐射。
在另外的实施方案中，将吸收的辐射传输到光敏有机层中包括利用散射剂将辐射散射到有机层中。
在某些实施方案中，异质结包含多个本体异质结。如本文中所述，在施主材料和受主材料的界面处形成本体异质结。在某些实施方案中，施主材料包含聚合物相，且受主材料包含纳米粒子相。用于本发明方法中的施主材料和受主材料与本文中针对光电器件所提供的那些相一致。
在某些实施方案中，辐射以任意期望的角度入射到光电器件的侧面上。在一个实施方案中，光电器件在与纤维芯长轴正交的平面中接受辐射。在某些实施方案中，光电器件的纤维结构使得可以在宽范围的角度上接受并收集入射的辐射。在某些实施方案中，本发明的光电器件能够接受和/或收集以约0度～约180度的角度入射到光电器件侧面或周围区域上的辐射。在另一个实施方案中，光电器件能够接受和/或收集入射角为约0度～约90度的辐射。
在某些实施方案中，为了实现在宽范围的角度上接受入射的辐射，本发明的光电器件未被限制为任何具体的取向，以最大化辐射的接受和/或捕获。因此，可以认为本发明的光电器件具有与其集成的辐射收集器或集中器。
将电磁能转换成电能的方法的实施方案还预料到了对在光电器件侧面处入射的辐射角度进行调整。在某些实施方案中，调整所述入射角度包括改变光电器件相对于入射辐射源如太阳的取向或位置。在其他实施方案中，调整入射角度包括改变提供辐射的光源相对于光电器件位置的位置。
在本发明方法的某些实施方案中，通过本发明光电器件接受的辐射包含可见光辐射、紫外辐射、红外辐射或其组合。
现在，通过下列非限制性实施例来描述本发明。
实施例1
横向(lateral)有机光电器件
根据下列程序制备纤维光电器件的非限制性实施例。
利用剃刀剥离掉多模纤维(BFH37，高OH，1.5mm～0.6mm，得自Thorlabs)的护套。利用焊炬火焰将硬聚合物包壳烧掉。然后，在超声浴中依次用去离子水、丙酮、异丙醇将纤维芯清洁20分钟，并在烘箱中在100℃下干燥15分钟。随后通过浸涂，利用铟锡氧化物(In/Sn＝90∶10)来涂布清洁过的纤维(超过10层)。参见Dip Coated ITOthin films through sol-gel process using metal salts(使用金属盐通过溶胶-凝胶法浸涂的ITO薄膜)，Sutapa Roy Ramanan，Thin Solid Films，389(2001)，207。
在超声浴中利用丙酮和异丙醇依次对ITO涂布的纤维彻底清洁20分钟，并在烘箱中在100℃下进行干燥。然后，将纤维暴露在臭氧下90分钟(将纤维旋转3次，每隔30分钟)。随后，通过浸涂在纤维上沉积PEDOT:PSS溶液(得自Bayer的Baytron)并在100℃下干燥15分钟(PEDOT:PSS膜的厚度为约150nm)
随后，通过浸涂在纤维上沉积P3HT(American Dye)∶PCBM(American Dye)＝1∶0.8的氯苯溶液。(聚合物膜的厚度为约300nm)。在最终步骤中，在10-6托的压力下，借助于热蒸发沉积Al电极。所述Al电极部分覆盖光敏P3HT:PCBM有机层，覆盖了所述光敏P3HT:PCBM有机层的约50％。Al电极的厚度为约100nm。纤维的长度为约1cm。
在制备之后，利用带通为约400nm～约800nm且强度为100mW/cm2的辐射，对纤维光电器件的侧面或周围区域进行照射，根据开路电压和短路电流对纤维光电器件的光伏性能进行表征。
图3显示了所制备的光电器件的短路电流作为在纤维侧面处接受的辐射入射角的函数。如图3中所提供的，短路电流随着在纤维侧面处接受的辐射的入射角而变化。因此，光电器件的性能能够作为在光电器件侧面处入射的辐射角的函数而变化。
图4显示了制备的光电器件的开路电压作为在纤维侧面处所接受辐射的入射角的函数。如图4中所示，开路电压随着在纤维侧面处所接受辐射的入射角而变化。所以，光电器件的性能能够作为在光电器件侧面处辐射的入射角的函数而变化。
图5显示了所制备的光电器件的短路电流作为在围绕纤维外周所接受辐射的入射角的函数。如图5中所提供的，短路电流随在纤维外周接受的辐射入射角而变化。因此，光电器件的性能能够作为围绕光电器件的周围入射的辐射角的函数而变化。因此，光电器件的性能能够作为围绕光电器件外周入射的辐射角的函数而变化。
图6显示了所制备的光电器件的开路电压作为所接受的辐射围绕纤维外周的入射角的函数。如图6中所示，开路电压随着围绕纤维外周接受的辐射的入射角而变化。因此，光电器件的性能能够作为围绕光电器件的周围入射的辐射角度的函数而变化。
为了实现本发明的各种目的，对本发明的各种实施方案进行了描述。应认识到，这些实施方案仅用于说明本发明的原理。本领域技术人员显然可容易地对其进行大量改变及其调整而不背离本发明的主旨和范围。

Claims (53)

1.一种包含光电器件的装置，所述光电器件包括：
光学纤维芯；
围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极；
围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层；以及
部分覆盖所述光敏有机层并与所述光敏有机层电连接的不透辐射的第二电极，其特征在于，
所述光敏有机层和光电器件的未被不透辐射的第二电极覆盖的部分可实现在所述器件的侧面或周围区域处接受电磁辐射用于转换成电能，
所述装置包含：
至少一个含多个光伏电池的元件，所述光伏电池由光电器件构成；
一束由光电器件构成的光伏电池；或
多个组装在织物中的光电器件。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述光电器件的光学纤维包含玻璃光学纤维、石英光学纤维或塑料光学纤维。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述光电器件的透辐射的第一电极包含透辐射的导电氧化物。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述透辐射的导电氧化物包含铟锡氧化物、镓铟锡氧化物或锌铟锡氧化物。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述光敏有机层包含感光区域。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述感光区域包含在施主材料和受主材料之间的本体异质结。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述施主材料包含聚合物相，且所述受主材料包含纳米粒子相。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述聚合物施主相包含共轭聚合物。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述共轭聚合物包含聚(3-己基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)或它们的混合物。
10.如权利要求7所述的装置，其中所述纳米粒子相包含富勒烯、碳纳米管或它们的混合物。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极包含金属。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于60％的所述光敏有机层。
13.如权利要求1所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于50％的所述光敏有机层。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于30％的所述光敏有机层。
15.如权利要求1所述的装置，其中所述光电器件的纤维芯以一定角度弯曲。
16.如权利要求15所述的装置，其中所述角度为90度。
17.如权利要求15所述的装置，其中所述角度小于90度。
18.如权利要求15所述的装置，其中所述角度大于90度。
19.一种包含光电器件的装置，其包含：
含有多个光伏电池的至少一个元件，所述光伏电池包含：
光学纤维芯；
围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极；
围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的多个光敏有机层；以及
部分覆盖所述光敏有机层并与所述光敏有机层电连接的不透辐射的第二电极，
其中所述光敏有机层的未被不透辐射的第二电极覆盖的部分可实现在所述光伏电池的侧面或周围区域处接受电磁辐射用于转换成电能，以及
含有氧化铝的层被布置于所述光敏有机层和所述第二电极之间。
20.如权利要求19所述的装置，其中所述光学纤维包含玻璃光学纤维、石英光学纤维或塑料光学纤维。
21.如权利要求19所述的装置，其中所述多个光伏电池是成束的。
22.权利要求19的装置，其包含元件阵列。
23.如权利要求19所述的装置，其中所述装置为太阳能收集器。
24.如权利要求19所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于60％的所述光敏有机层。
25.如权利要求19所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于50％的所述光敏有机层。
26.如权利要求19所述的装置，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于30％的所述光敏有机层。
27.一种制造光电器件的方法，包括：
提供光学纤维芯；
在所述芯的表面上布置透辐射的第一电极；
布置与所述第一电极电连通的多个光敏有机层；以及
布置与所述光敏有机层电连通的不透辐射的第二电极，其中所述不透辐射的第二电极部分地覆盖所述光敏有机层，所述光敏有机层的未被不透辐射的第二电极覆盖的部分可实现在所述器件的侧面或周围区域处接受电磁辐射用于转换成电能，以及含有氧化铝的层被布置于所述光敏有机层和所述第二电极之间。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述光学纤维包含玻璃光学纤维、石英光学纤维或塑料光学纤维。
29.如权利要求27所述的方法，其中所述透辐射的第一电极包含透辐射的导电氧化物。
30.如权利要求27所述的方法，其中所述光敏有机层包含感光区域。
31.如权利要求30所述的方法，其中所述感光区域包含在施主材料和受主材料之间的至少一个本体异质结。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述施主材料包含聚合物相，且所述受主材料包含纳米粒子相。
33.如权利要求27所述的方法，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于60％的所述光敏有机层。
34.如权利要求27所述的方法，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于50％的所述光敏有机层。
35.如权利要求27所述的方法，其中所述不透辐射的第二电极覆盖小于30％的所述光敏有机层。
36.如权利要求27所述的方法，其中所述纤维芯以一定角度弯曲。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述角度小于90度。
38.如权利要求36所述的方法，其中所述角度大于90度。
39.一种将电磁能转换成电能的方法，包括：
在光电器件的侧面或周围区域处接受辐射，所述光电器件包含：
光学纤维芯；
围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极；
围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层；以及
部分覆盖所述光敏有机层并与所述光敏有机层电连接的不透辐射的第二电极；
在所述光敏有机层中产生激子；
将所述激子分离成电子和空穴；以及
将所述电子移入到外部电路中。
40.如权利要求39所述的方法，其中所述光学纤维包含玻璃光学纤维、石英光学纤维或塑料光学纤维。
41.如权利要求39所述的方法，其中所述光敏有机层包含感光区域。
42.如权利要求41所述的方法，其中所述感光区域包含在施主材料和受主材料之间的至少一个本体异质结。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述施主材料包含聚合物相，且所述受主材料包含纳米粒子相。
44.如权利要求39所述的方法，其中所述纤维芯以一定角度弯曲。
45.如权利要求39所述的方法，还包括改变光电器件相对于辐射源的取向或位置。
46.如权利要求39所述的方法，还包括相对于光电器件的位置来改变提供辐射的光源位置。
47.如权利要求39所述的方法，其中所述光电器件具有大于0.2的填充因数。
48.如权利要求39所述的方法，其中所述光电器件具有大于0.5的填充因数。
49.一种包含光电器件的装置，其包括：
纤维芯；
围绕所述纤维芯的透辐射的第一电极；
围绕所述第一电极并与所述第一电极电连接的至少一个光敏有机层；
部分覆盖所述有机层并与所述有机层电连接的不透辐射的第二电极；以及
布置在所述有机层和所述第二电极之间的含有Li2O的层。
50.如权利要求39所述的方法，其中含有氧化锂的层被布置在所述光敏有机层和所述不透辐射的第二电极之间。
51.如权利要求39所述的方法，其中所述光电器件具有大于0.7的填充因数。
52.如权利要求39所述的方法，其中所述光电器件具有大于6％的转换效率ηp。
53.如权利要求1所述的装置，其中所述光电器件具有大于0.2的填充因数。
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