JP6383807B2 - 金属ナノ構造体再結合層を含むタンデム型有機光起電力装置 - Google Patents
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Description
(付記1)
第1面及び相対する第2面を有する中間層を備え、
中間層は、
第1面の少なくとも一部を形成する第1正孔輸送層と、
第2面の少なくとも一部を形成する第1電子輸送層と、
第1正孔輸送層と第1電子輸送層との間に挟まれた複数の金属ナノ構造体、第1正孔輸送層と第1電子輸送層との間に挟まれた低シート抵抗格子体、又は、それらを組み合わせたもの、の少なくとも1つを含む金属ナノ構造体層と
を含む光学積層体。
第1有機光起電力装置を更に備え、
第1有機光起電力装置は、
第1面及び第1面の反対側の第2面を有し、第1波長帯域の入射する電磁放射に対して感応する第1活性層
を含み、
第1活性層の第1面は、第2電子輸送層に近接して配置され、
第1活性層の第2面は、中間層の第1正孔輸送層に近接して配置される
付記1記載の光学積層体。
第2有機光起電力装置を更に備え、
第2有機光起電力装置は、
第1面及び第1面の反対側の第2面を有し、第2波長帯域の入射する電磁放射に対して感応する第2活性層
を含み、
第2活性層の第1面は、第2正孔輸送層に近接して配置され、
第2活性層の第2面は、中間層の第1電子輸送層に近接して配置される
付記2記載の光学積層体。
第2波長帯域は、第1波長帯域に含まれていない少なくとも1つの電磁放射波長を含む
付記3記載の光学積層体。
(付記5)
第2波長帯域は、第1波長帯域に含まれるいずれの電磁放射波長も含まない
付記3記載の光学積層体。
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノワイヤを備える
付記1記載の光学積層体。
(付記7)
複数の金属ナノワイヤは、複数の銀ナノワイヤを備える
付記6記載の光学積層体。
複数の銀ナノワイヤのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面と平行である
付記7記載の光学積層体。
(付記9)
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノドットを備える
付記1記載の光学積層体。
複数の金属ナノドットは、複数の銀ナノドットを備える
付記9記載の光学積層体。
(付記11)
複数の銀ナノドットのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面に対して計測される角度が0度ではない
付記10記載の光学積層体。
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノワイヤ及び複数の金属ナノドットを備える
付記1記載の光学積層体。
(付記13)
複数の金属ナノワイヤは複数の銀ナノワイヤを備え、複数の金属ナノドットは複数の銀ナノドットを備える
付記12記載の光学積層体。
複数の銀ナノワイヤのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面と平行であり、複数の銀ナノドットのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面に対して計測される角度が0度ではない
付記13記載の光学積層体。
(付記15)
複数の金属ナノ構造体は、複数の銀ナノドット、複数の金ナノドット又は複数の白金ナノドットの少なくとも1つを備える
付記1記載の光学積層体。
複数の金属ナノ構造体は、銀ナノワイヤの分離、金ナノワイヤの分離又は白金ナノワイヤの分離の少なくとも1つの分離により形成された複数の金属ナノドットを備える
付記15記載の光学積層体。
(付記17)
銀ナノワイヤの分離は、銀ナノワイヤの化学的な分離を含み、
金ナノワイヤの分離は、金ナノワイヤの化学的な分離を含み、
白金ナノワイヤの分離は、白金ナノワイヤの化学的な分離を含む
付記16記載の光学積層体。
第1正孔輸送層は、ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホン酸塩)(PEDOT:PSS)又は酸化タングステン(WO3)の少なくとも1つを備える
付記1記載の光学積層体。
(付記19)
第1電子輸送層は、酸化亜鉛(ZnO)を含む
付記1記載の光学積層体。
中間層は、約400〜約600nmの波長範囲に入る電磁放射について、少なくとも約99%の透過率を有する金属ナノ構造体層を備える
付記1記載の光学積層体。
(付記21)
中間層は、約400〜約600nmの波長範囲に入る電磁放射について、少なくとも約85%の透過率を有する層を備える
付記1記載の光学積層体。
少なくとも第1有機光起電力装置を含む面の全部又は一部にわたって、第1正孔輸送層を形成し、
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、複数の金属ナノ構造体を含む溶液、低シート抵抗格子体又はそれらを組み合わせたものの少なくとも1つを含む金属ナノ構造体層を堆積し、
正孔輸送層の実質的に全てにわたって堆積した金属ナノ構造体層を平坦化して、平坦化された金属ナノ構造体層を提供し、
平坦化された金属ナノ構造体層の全部又は一部にわたって、第1電子輸送層を形成し、
第1電子輸送層の全部又は一部にわたって、第2有機光起電力装置を形成する
タンデム型有機光起電力装置の提供方法。
少なくとも第1有機光起電力装置を含む面の上に、第1正孔輸送層を堆積することは、
面の少なくとも一部分を形成する酸化インジウムスズ(ITO)基板層の少なくとも一部にわたって、第2電子輸送層を堆積し、
ポリ(3‐ヘキシルチオフェン)(P3HT)ポリマー及びフェニルC61酪酸メチルエステル(PCBM)ポリマーを備える第1活性層を、第2電子輸送層の全部又は一部にわたって堆積し、
第1活性層の少なくとも一部にわたって第1正孔輸送層を堆積することを含む
付記22記載の方法。
第1活性層の少なくとも一部にわたって第1正孔輸送層を堆積することは、
第1活性層の少なくとも一部にわたって、実質的に均一の厚さで、ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホン酸塩)(PEDOT:PSS)化合物又は酸化タングステン(WO3)化合物の少なくとも1つを含む第1正孔材料を堆積することを備える
付記23記載の方法。
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、複数の金属ナノ構造体を含む溶液を堆積することは、
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、懸濁された金属ナノワイヤを含む溶液を実質的に均一な厚さを有する層で堆積することを備える
付記22記載の方法。
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、複数の金属ナノ構造体を含む溶液を堆積することは、
イソプロピルアルコール5容積部に対して金属ナノワイヤインキ約1容積部からイソプロピルアルコール10容積部に対して金属ナノワイヤインキ約1容積部の割合のイソプロピルアルコールで、約0.1〜約5重量%(wt.%)の懸濁された銀ナノワイヤを含む水性金属ナノワイヤインキを希釈して、希釈されたナノワイヤインキを提供し、
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、希釈されたナノワイヤインキを堆積することを備える
付記22記載の方法。
正孔輸送層の実質的に全てにわたって堆積した金属ナノ構造体溶液を平坦化することは、
正孔輸送層の実質的に全てにわたって堆積した金属ナノワイヤ溶液を機械的に平坦化し又はスピンコートすることの少なくとも1つを行い、約15〜約150nmの厚さの金属ナノ構造体膜を提供することを含む
付記25記載の方法。
金属ナノ構造体層の全部又は一部にわたって、第1電子輸送層を堆積することは、
金属ナノ構造体層の少なくとも一部にわたって、実質的に均一な厚さで、酸化亜鉛(ZnO)を含む電子輸送材料を堆積することを含む
付記22記載の方法。
第1電子輸送層の全部又は一部にわたって、第2有機光起電力装置を堆積することは、
ポリ(3‐ヘキシルチオフェン)(P3HT)ポリマー及びフェニルC61酪酸メチルエステル(PCBM)ポリマーを備える第2活性層を、第1電子輸送層の少なくとも一部にわたって堆積し、
第2活性層の少なくとも一部にわたって第2正孔輸送層を堆積することを備える
付記22記載の方法。
中間層を備え、
中間層は、
第1正孔輸送層と、
第1電子輸送層と、
第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に挟まれ、複数の金属ナノ構造体を含む金属ナノ構造体層と
を含み、
第1有機光起電力装置は、
第1波長帯域の入射する電磁放射に感応し、第1面及び相対する第2面を有し、第1面が中間層の第1電子輸送層に近接して配置される第1活性層と、
第1活性層の第2面の全部又は一部に近接して配置された第2正孔輸送層と
を含み、
第1有機光起電力装置に伝導的に結合された第2有機光起電力装置は、
第1波長帯域の外側の少なくとも1つの電磁放射波長を含む、第2波長帯域の入射する電磁放射に感応し、第1面及び相対する第2面を有し、第1面が中間層の第1正孔輸送層に近接して配置される第2活性層と、
第2活性層の第2面の全部又は一部に近接して配置された第2電子輸送層と
を含む
タンデム型有機光起電力装置。
第1有機光起電力装置の第2正孔輸送層に電気的に結合された第1電極と、
第2有機光起電力装置の第2電子輸送層に電気的に、通信可能に結合された第2電極とを更に備える
付記30記載のタンデム型有機光起電力装置。
(付記32)
少なくとも金属ナノ構造体層に伝導的に結合された第3電極を更に備えた
付記31記載のタンデム型有機光起電力装置。
複数の金属ナノ構造体は、複数の銀ナノワイヤ、複数の金ナノワイヤ又は複数の白金ナノワイヤの少なくとも1つを備える
付記30記載のタンデム型有機光起電力装置。
(付記34)
複数のナノ構造体は、複数の銀ナノドット、複数の金ナノドット又は複数の白金ナノドットの少なくとも1つを備える
付記30記載のタンデム型有機光起電力装置。
複数の金属ナノドットは、少なくとも部分的に銀ナノワイヤを用いて形成された銀ナノドット、少なくとも部分的に金ナノワイヤを用いて形成された金ナノドット又は少なくとも部分的に白金ナノワイヤを用いて形成された白金ナノドットの少なくとも1つを更に備える
付記34記載のタンデム型有機光起電力装置。
(付記36)
第1正孔輸送層は、ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホン酸塩)(PEDOT:PSS)又は酸化タングステン(WO3)の少なくとも1つを備える
付記30記載のタンデム型有機光起電力装置。
第1電子輸送層は、酸化亜鉛(ZnO)を備える
付記30記載のタンデム型有機光起電力装置。
(付記38)
中間層は、約400〜約600nmの波長範囲に入る電磁放射に対して、少なくとも約99%の透過率を有する金属ナノ構造体層を備える
付記30記載のタンデム型有機光起電力装置。
中間層は、約400〜約600nmの波長範囲に入る電磁放射に対して、少なくとも約85%の透過率を有する層を備える
付記38記載のタンデム型有機光起電力装置。
(付記40)
第1電子輸送層、第1正孔輸送層、第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に挟まれた金属ナノ構造体層を少なくとも含む中間層を、第1有機光起電力装置と第2有機光起電力装置との間に堆積する
タンデム型有機光起電力装置の提供方法。
第1有機光起電力装置と第2有機光起電力装置との間に中間層を堆積することは、
第1有機光起電力装置の活性層と、第2有機光起電力装置の活性層との間に中間層を堆積することを備える
付記40記載の方法。
(付記42)
第1有機光起電力装置の活性層と、第2有機光起電力装置の活性層との間に中間層を堆積することは、
第1有機光起電力装置の活性層の上に、第1電子輸送層又は第1正孔輸送層の少なくとも1つを堆積し、
第1有機光起電力装置の活性層の上に堆積されていない、第1電子輸送層又は第1正孔輸送層の少なくとも1つの上に、第2有機光起電力装置の活性層を堆積することを備える
付記41記載の方法。
第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に金属ナノ構造体を含む溶液を堆積し、
金属ナノ構造体を含む、堆積された溶液を平坦化し、第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に、約15〜約150nmの厚さを有するように金属ナノ構造体層を提供することを更に備える
付記42記載の方法。
第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に第1の濃度の金属ナノ構造体を含む溶液を堆積することは、
イソプロピルアルコール5部(parts)に対してインキ約1部からイソプロピルアルコール10部に対してインキ約1部の容積率のイソプロピルアルコールで、約0.1〜約5重量%(wt.%)の懸濁された銀ナノワイヤを含む水性銀ナノワイヤインキを希釈して、溶液を形成し、
第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に希釈された銀ナノワイヤインキを堆積することを備える
付記43記載の方法。
第1有機光起電力装置の活性層の上に、第1電子輸送層又は第1正孔輸送層の少なくとも1つを堆積することは、
第1有機光起電力装置の活性層の上に、酸化亜鉛を含有する第1電子輸送層、又は、PEDOT又は酸化タングステンの少なくとも1つを含有する第1正孔輸送層の少なくとも1つを堆積することを備える
付記42記載の方法。
第1電子輸送層又は第1正孔輸送層の少なくとも1つの上に、第2有機光起電力装置の活性層を堆積することは、
酸化亜鉛を含有する第1電子輸送層、又は、PEDOT又は酸化タングステンの少なくとも1つを含有する第1正孔輸送層の少なくとも1つの上に、第2有機光起電力装置の活性層を堆積することを備える
付記42記載の方法。
Claims (24)
- 第1面及び相対する第2面を有する中間層を備え、
中間層は、
第1面の少なくとも一部を形成する第1正孔輸送層と、
第2面の少なくとも一部を形成する第1電子輸送層と、
第1正孔輸送層と第1電子輸送層との間に挟まれた複数の金属ナノ構造体を含む金属ナノ構造体層と
を含み、
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノワイヤ及び複数の金属ナノドットを備え、
複数の金属ナノワイヤは複数の銀ナノワイヤを備え、複数の金属ナノドットは複数の銀ナノドットを備え、
複数の銀ナノワイヤのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面と平行であり、複数の銀ナノドットのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面に対して計測される角度が0度ではない
光学積層体。 - 第1有機光起電力装置を更に備え、
第1有機光起電力装置は、
第1面及び第1面の反対側の第2面を有し、第1波長帯域の入射する電磁放射に対して感応する第1活性層
を含み、
第1活性層の第1面は、第2電子輸送層に近接して配置され、
第1活性層の第2面は、中間層の第1正孔輸送層に近接して配置される
請求項1記載の光学積層体。 - 第2有機光起電力装置を更に備え、
第2有機光起電力装置は、
第1面及び第1面の反対側の第2面を有し、第2波長帯域の入射する電磁放射に対して感応する第2活性層
を含み、
第2活性層の第1面は、第2正孔輸送層に近接して配置され、
第2活性層の第2面は、中間層の第1電子輸送層に近接して配置される
請求項2記載の光学積層体。 - 第2波長帯域は、第1波長帯域に含まれていない少なくとも1つの電磁放射波長を含む
請求項3記載の光学積層体。 - 第2波長帯域は、第1波長帯域とは異なる
請求項3記載の光学積層体。 - 中間層は、約400〜約600nmの波長範囲に入る電磁放射について、少なくとも約99%の透過率を有する金属ナノ構造体層を備える
請求項1記載の光学積層体。 - 中間層は、約400〜約600nmの波長範囲に入る電磁放射について、少なくとも約85%の透過率を有する層を備える
請求項1記載の光学積層体。 - 金属ナノ構造体層は金属ナノ構造体とマトリックスとを組み合わせたものであり、
マトリックスはポリマー又は無機材料でできている
請求項1記載の光学積層体。 - ポリマーは粘度調整剤である
請求項8記載の光学積層体。 - 少なくとも第1有機光起電力装置を含む面の全部又は一部にわたって、第1正孔輸送層を形成し、
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、複数の金属ナノ構造体を含む金属ナノ構造体層を堆積し、
正孔輸送層の実質的に全てにわたって堆積した金属ナノ構造体層を平坦化して、平坦化された金属ナノ構造体層を提供し、
平坦化された金属ナノ構造体層の全部又は一部にわたって、第1電子輸送層を形成し、
第1電子輸送層の全部又は一部にわたって、第2有機光起電力装置を形成する
タンデム型有機光起電力装置の提供方法であって、
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノワイヤ及び複数の金属ナノドットを備え、
複数の金属ナノワイヤは複数の銀ナノワイヤを備え、複数の金属ナノドットは複数の銀ナノドットを備え、
複数の銀ナノワイヤのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面と平行であり、複数の銀ナノドットのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面に対して計測される角度が0度ではない
タンデム型有機光起電力装置の提供方法。 - 少なくとも第1有機光起電力装置を含む面の上に、第1正孔輸送層を堆積することは、
面の少なくとも一部分を形成する酸化インジウムスズ(ITO)基板層の少なくとも一部にわたって、第2電子輸送層を堆積し、
ポリ(3‐ヘキシルチオフェン)(P3HT)ポリマー及びフェニルC61酪酸メチルエステル(PCBM)ポリマーを備える第1活性層を、第2電子輸送層の全部又は一部にわたって堆積し、
第1活性層の少なくとも一部にわたって第1正孔輸送層を堆積することを含む
請求項10記載の方法。 - 第1活性層の少なくとも一部にわたって第1正孔輸送層を堆積することは、
第1活性層の少なくとも一部にわたって、実質的に均一の厚さで、ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホン酸塩)(PEDOT:PSS)化合物又は酸化タングステン(WO3)化合物の少なくとも1つを含む第1正孔材料を堆積することを備える
請求項11記載の方法。 - 第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、複数の金属ナノ構造体を含む溶液を堆積することは、
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、懸濁された金属ナノワイヤを含む溶液を実質的に均一な厚さを有する層で堆積することを備える
請求項10記載の方法。 - 第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、複数の金属ナノ構造体を含む溶液を堆積することは、
イソプロピルアルコール5容積部に対して金属ナノワイヤインキ約1容積部からイソプロピルアルコール10容積部に対して金属ナノワイヤインキ約1容積部の割合のイソプロピルアルコールで、約0.1〜約5重量%(wt.%)の懸濁された銀ナノワイヤを含む水性金属ナノワイヤインキを希釈して、希釈されたナノワイヤインキを提供し、
第1正孔輸送層の全部又は一部にわたって、希釈されたナノワイヤインキを堆積することを備える
請求項10記載の方法。 - 第1電子輸送層の全部又は一部にわたって、第2有機光起電力装置を堆積することは、
ポリ(3‐ヘキシルチオフェン)(P3HT)ポリマー及びフェニルC61酪酸メチルエステル(PCBM)ポリマーを備える第2活性層を、第1電子輸送層の少なくとも一部にわたって堆積し、
第2活性層の少なくとも一部にわたって第2正孔輸送層を堆積することを備える
請求項10記載の方法。 - 中間層を備え、
中間層は、
第1正孔輸送層と、
第1電子輸送層と、
第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に挟まれ、複数の金属ナノ構造体を含む金属ナノ構造体層と
を含み、
第1有機光起電力装置は、
第1波長帯域の入射する電磁放射に感応し、第1面及び相対する第2面を有し、第1面が中間層の第1電子輸送層に近接して配置される第1活性層と、
第1活性層の第2面の全部又は一部に近接して配置された第2正孔輸送層と
を含み、
第1有機光起電力装置に伝導的に結合された第2有機光起電力装置は、
第1波長帯域の外側の少なくとも1つの電磁放射波長を含む、第2波長帯域の入射する電磁放射に感応し、第1面及び相対する第2面を有し、第1面が中間層の第1正孔輸送層に近接して配置される第2活性層と、
第2活性層の第2面の全部又は一部に近接して配置された第2電子輸送層と
を含み、
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノワイヤ及び複数の金属ナノドットを備え、
複数の金属ナノワイヤは複数の銀ナノワイヤを備え、複数の金属ナノドットは複数の銀ナノドットを備え、
複数の銀ナノワイヤのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面と平行であり、複数の銀ナノドットのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面に対して計測される角度が0度ではない
タンデム型有機光起電力装置。 - 第1有機光起電力装置の第2正孔輸送層に電気的に結合された第1電極と、
第2有機光起電力装置の第2電子輸送層に電気的に結合された第2電極とを更に備える
請求項16記載のタンデム型有機光起電力装置。 - 金属ナノ構造体層は金属ナノ構造体とマトリックスとを組み合わせたものであり、
マトリックスはポリマー又は無機材料でできている
請求項16記載のタンデム型有機光起電力装置。 - ポリマーは粘度調整剤である
請求項18記載のタンデム型有機光起電力装置。 - 第1電子輸送層、第1正孔輸送層、第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に挟まれた複数の金属ナノ構造体層を少なくとも含む中間層を、第1有機光起電力装置と第2有機光起電力装置との間に堆積する
タンデム型有機光起電力装置の提供方法であって、
複数の金属ナノ構造体は、複数の金属ナノワイヤ及び複数の金属ナノドットを備え、
複数の金属ナノワイヤは複数の銀ナノワイヤを備え、複数の金属ナノドットは複数の銀ナノドットを備え、
複数の銀ナノワイヤのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面と平行であり、複数の銀ナノドットのそれぞれの長軸は、第1面及び第2面に対して計測される角度が0度ではない
タンデム型有機光起電力装置の提供方法。 - 第1有機光起電力装置と第2有機光起電力装置との間に中間層を堆積することは、
第1有機光起電力装置の活性層と、第2有機光起電力装置の活性層との間に中間層を堆積することを備える
請求項20記載の方法。 - 第1有機光起電力装置の活性層と、第2有機光起電力装置の活性層との間に中間層を堆積することは、
第1有機光起電力装置の活性層の上に、第1電子輸送層又は第1正孔輸送層の少なくとも1つを堆積し、
第1有機光起電力装置の活性層の上に堆積されていない、第1電子輸送層又は第1正孔輸送層の少なくとも1つの上に、第2有機光起電力装置の活性層を堆積することを備える
請求項21記載の方法。 - 第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に金属ナノ構造体を含む溶液を堆積し、
金属ナノ構造体を含む、堆積された溶液を平坦化し、第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に、約15〜約150nmの厚さを有するように金属ナノ構造体層を提供することを更に備える
請求項22記載の方法。 - 第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に第1の濃度の金属ナノ構造体を含む溶液を堆積することは、
イソプロピルアルコール5部(parts)に対してインキ約1部からイソプロピルアルコール10部に対してインキ約1部の容積率のイソプロピルアルコールで、約0.1〜約5重量%(wt.%)の懸濁された銀ナノワイヤを含む水性銀ナノワイヤインキを希釈して、溶液を形成し、
第1電子輸送層と第1正孔輸送層との間に希釈された銀ナノワイヤインキを堆積することを備える
請求項23記載の方法。
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