製備有機光敏器件用金屬基底的表面的方法

2023-10-11 10:02:09 1

製備有機光敏器件用金屬基底的表面的方法
【專利摘要】本發明公開了製備金屬基底的表面的方法。本發明還涉及包括由所述方法製得的金屬基底的有機光伏器件。此處還公開了反向光敏器件，其包括具有不鏽鋼箔片的反射電極(110)、在所述反射電極之上的有機供體受體異質結(115、120)和在所述供體-受體異質結之上的透明電極(130)。
【專利說明】製備有機光敏器件用金屬基底的表面的方法
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2011年11月1日提交的美國臨時申請61/554, 324的權利，該申請的 全文以引用的方式併入本文中。
[0003] 關於聯邦諮助的研究的聲明
[0004] 本發明是在由能源部批准的合同號DE-SC0001013下得到美國政府支持而完成 的。美國政府對本發明享有特定權利。
[0005] 共同研究協議
[0006] 本發明的主題由以下各方中的一個或多個、代表以下各方中的一個或多個和/或 以下各方中的一個或多個根據大學-公司聯合研究協議而作出：密西根大學（University of Michigan)和世界光能公司（Global Photonic Energy Corporation)。所述協議在本 發明作出之日及作出之前就已生效，並且正是由於在所述協議範圍內採取的行動，才作出 了本發明的主題。

【技術領域】
[0007] 本發明的主題涉及製備金屬基底的表面的方法。本發明還涉及包括由所述方法制 得的金屬基底的有機光伏器件。此處還公開了反向有機光敏光電器件，其包括具有不鏽鋼 箔片的反射電極、在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結和在所述供體-受體異質 結之上的透明電極。

【背景技術】
[0008] 光電器件根據材料的光學性質和電子性質而以電子方式產生或檢測電磁福射或 由環境電磁福射產生電力。
[0009] 光敏光電器件將電磁輻射轉換成電力。太陽能電池，也稱作光伏（PV)器件，是具 體用於產生電力的一類光敏光電器件。可以由除日光之外的光源產生電能的PV器件可以 用於驅動耗電負載以提供例如照明、加熱或者提供動力到電子電路或如下裝置，例如計算 器、收音機、計算機或遠程監測或通訊設備。這些發電應用通常還包括對電池或其它儲能裝 置充電，以使得當無法利用來自太陽或其它光源的直接照明時可以繼續操作，或者在具體 應用需求下平衡PV器件的動力輸出。在此處使用時，術語"電阻負載"是指任何耗電或動 力儲存電路、器件、設備或系統。
[0010] 另一類型的光敏光電器件為光導體電池。在該功能下，信號檢測電路監測器件的 電阻以檢測由於光吸收而引起的變化。
[0011] 另一類型的光敏光電器件為光檢測器。在操作中，光檢測器結合電流檢測電路使 用，該檢測電路測量在該光檢測器暴露於電磁輻射且可能具有施加的偏壓時產生的電流。 如此處所述的檢測電路能夠提供偏壓到光檢測器且測量該光檢測器對電磁輻射的電響應。
[0012] 可以根據是否存在下面定義的整流結，並且也可以根據所述器件是否在也被稱作 偏壓或偏置電壓的外加電壓下運行，對這三類光敏光電器件進行表徵。光導體電池不具有 整流結且一般在偏壓下操作。PV器件具有至少一個整流結且不在偏壓下操作。光檢測器具 有至少一個整流結且通常但未必總是在偏壓下操作。按一般規律，光伏電池提供動力到電 路、裝置或設備，但不提供信號或電流來控制檢測電路或自該檢測電路的信息輸出。相比之 下，光檢測器或光導體提供信號或電流以控制檢測電路或自該檢測電路的信息輸出，而不 提供動力到該電路、裝置或設備。
[0013] 常規地，光敏光電器件由很多無機半導體構成，所述無機半導體例如為晶體的、多 晶的和非晶的矽、砷化鎵、碲化鎘等。在此處，術語"半導體"表示當由熱或電磁激發誘發電 荷載流子時可以導電的材料。術語"光電導"通常涉及如下的過程，其中電磁輻射能量被 吸收並由此被轉化為電荷載流子的激發能，從而使所述載流子能夠在材料中傳導即傳輸電 荷。術語"光導體"和"光導材料"在此處用以指如下的半導體材料，由於其吸收電磁輻射 以產生電荷載流子的性質而選擇這樣的材料。
[0014] 可以通過PV器件可將入射太陽能動力轉換成有用的電力的效率來表徵PV器件。 使用結晶矽或非晶矽的器件在商業應用中佔主導，且一些實現23%或更高的效率。然而，由 於製造大晶體所固有的問題，在沒有顯著效率-降級缺陷的情況下，特別是具有大表面積 的有效的基於結晶的器件的製造困難且成本高。另一方面，高效非晶矽器件還受到穩定性 問題的困擾。現在市售的非晶矽電池具有4?8%的穩定化效率。
[0015] PV器件可以在標準照明條件（S卩，標準試驗條件，其為1000W/m2, AM1. 5光譜照度） 下進行優化以最大程度地產生電力，得到光電流與光電壓的最大乘積。在標準照明條件下 這種電池的功率轉換效率取決於以下三個參數：（1)在零偏壓下的電流，即短路電流I sc，單 位為安培；（2)在開路條件下的光電壓，即開路電壓V%，單位為伏特；和（3)填充因子，FF。
[0016] 當PV器件跨負載連接並被光照射時，它們產生光生電流。當在無窮大負載下照射 時，PV器件產生其最大可能電壓，或V%。當在其電接觸短路下照射時，PV器件產生其 最大可能電流，1胃$或I sc。當實際上用於產生電力時，PV器件連接到有限電阻性負載且功 率輸出由電流和電壓的乘積IXV給出。由PV器件產生的最大總功率固有地不能超過乘積 。當優化負載值以便提取最大功率時，電流和電壓分別具有值14±和
[0017] PV器件的品質因數為填充因子FF，其定義為：
[0018] FF = U 最大 V 最大} / {IScV〇c；} (1)
[0019] 其中FF始終小於1，因為在實際使用中Is。和I從不同時獲得。儘管如此，隨著 FF接近1，該器件具有較小的串聯或內部電阻且因此在優化條件下向負載遞送較高百分率 的Is。和I。乘積。在Ρ ΛΙ?為入射在器件上的功率的情況下，器件的功率效率ηΡ可以通過 下式計算：
[0020] ηΡ = FF*(ISC*V0C)/P 入射。
[0021] 為了產生佔據半導體大量容積的內生電場，常用方法是並置兩層具有特別是對於 其分子量子能態分布適當選擇的導電性質的材料。這兩種材料的界面被稱作光伏結。在傳 統半導體理論中，用於形成PV結的材料已經通常表示為η型或p型。在此，η-型表示大多 數載流子類型為電子。這可以看作是該材料具有許多處於相對自由能態的電子。Ρ-型表示 大多數載流子類型為空穴。所述材料具有許多處於相對自由能態的空穴。背景類型即非光 生的大多數載流子濃度主要取決於由缺陷或雜質引起的非故意摻雜。雜質的類型和濃度決 定著在導帶最小能量和價帶最大能量之間的能隙內的費米能或費米能級的值，所述能隙也 稱作HOMO-LUMO能隙。費米能表徵的是分子的量子能態的統計學佔據情況，所述分子的量 子能態由佔據概率等於1/2時的能量值所表示。在導帶最小（LUM0)能量附近的費米能表 明電子是主要的載流子。在價帶最大（HOMO)能量附近的費米能表明空穴是主要的載流子。 因此，該費米能為常規半導體的主要表徵性質且原型PV結常規上是p-n界面。
[0022] 術語"整流"尤其表示界面具有不對稱的傳導特性，即界面支持優選在一個方向上 的電荷傳輸。整流一般與在適當選擇的材料之間的結點處出現的內建電場相關。
[0023] 有機異質結的電流-電壓特性常使用對於無機二極體得出的通用肖克利 (Shockley)方程作模型。然而，因為肖克利方程並不嚴格地適用於有機半導體供體-受體 (D-A)異質結（HJ)，所以所提取的參數缺乏明確的物理意義。
[0024] 在有機半導體中的顯著性質是載流子遷移率。遷移率度量載流子響應電場可以移 動穿過導電材料的容易度。在有機光敏器件的情況下，包含由於高電子遷移率而優先通過 電子導電的材料的層可以稱作電子傳輸層或ETL。包含由於高空穴遷移率而優先通過空穴 導電的材料的層可以稱作空穴傳輸層或HTL。在一些情況下，受體材料可以為ETL且供體材 料可以為HTL。
[0025] 常規無機半導體PV電池可以採用p-n結以產生內場。然而，現在已經認識到，除了 P-n型結的產生之外，異質結的能級偏移也可以起重要作用。認為在有機供體-受體（D-A) 異質結處的能級偏移由於在有機材料中光產生過程的基本性質而對於有機PV器件的操作 是重要的。在有機材料的光激發下，產生定域的夫倫克爾（Frenkel)或電荷-轉移激子。為 了進行電檢測或產生電流，結合的激子必須離化成它們的成分電子和空穴。這一過程可以 由內建電場誘發，但在有機器件中通常見到的電場處的效率（F?10 6V/cm)低。在有機材 料中最有效的激子離化在D-A界面處發生。在這樣的界面處，具有低電離電位的供體材料 與具有高電子親合性的受體材料形成異質結。取決於供體材料和受體材料的能級的排列， 激子的離化可以在這樣的界面處變得在能量上有利，在受體材料中產生自由的電子極化子 且在供體材料中產生自由的空穴極化子。
[0026] 當與常規矽基器件相比較時，有機PV電池具有許多潛在的優點。有機PV電池重量 輕、材料使用經濟且可以沉積在低成本基底例如柔性塑料薄膜上。然而，有機PV器件通常 具有約1%或更低的相對較低的量子產率（所吸收的光子與所產生的載流子對的比率或電 磁輻射轉換成電力的效率）。認為這部分地歸因於本徵光導過程的二階性質。也就是說，載 流子產生需要激子產生、擴散和電離或收集。存在與這些過程中的每個過程相關的效率η。 可以使用如下的下標：Ρ :功率效率；EXT :外量子效率；A :光子吸收；ED :擴散；CC :收集，和 INT :內量子效率。使用如下的表不法：
[0027] Π P ?Π EXT - Π A* 打 ED* 打(X
[0028] riEXT = riA* riINT。
[0029] 激子的擴散長度（LD)通常比光吸收長度500 A)小得多（LD?50A)，需要在使 用厚且因此為電阻性的具有多個或高度摺疊的界面的電池或光吸收效率低的薄電池之間 進行折衷。
[0030] 在透明基底例如塗布有透明導體例如氧化銦錫（ΙΤ0)的玻璃或塑料上製造常規 有機PV電池。因為這些基底可能昂貴和/或是器件的總成本結構的重要元素，所以使用這 種透明導電基底，具有特別是在大面積應用中限制整體器件的成本有效性的可能性。反向 有機PV電池使用反射基底和透明的上觸點（top contact)。該結構消除了對於成本比較高 的透明基底的需要，並且允許在任意表面上製造。該設計顯著擴展了有機PV電池的應用， 例如允許發電塗層或在柔性且廉價的不透明基底上生長。因此，需要研發用於製備這種基 底的有效且低成本的方法。


【發明內容】

[0031] 本發明公開了製備金屬基底的表面的方法，包括：
[0032] (a)將金屬基底連結到剛性支撐結構以提供暴露的上表面；
[0033] (b)用無機研磨楽機械拋光所述金屬基底的暴露的上表面如下的時間，該時間足 以降低所述上表面的表面粗糙度；和
[0034] (c)在所述上表面上施用有機平滑層以形成具有平整化上表面的金屬基底。
[0035] 在一個實施方式中，所述剛性支撐結構包括帶、盤或板，其可以由任何已知的剛性 材料例如玻璃、塑料或金屬製成。
[0036] 在一個實施方式中，此處所述的方法可以為連續法或分批法。當使用連續法時，應 該適當地調適所述剛性支撐結構，例如以帶的形式。
[0037] 在一個實施方式中，可以在施用所述有機層之前從所述剛性支撐結構除去所述金 屬基底。應了解所述金屬基底可以用任何已知的粘結劑例如石英錯（quartz wax)粘結到 所述剛性支撐結構。當使用可除去的粘結劑時，所述方法還可以包括在施用所述有機平滑 層之前，在至少一種溶劑例如二甲苯中聲處理所述金屬基底以除去任何殘留的石英蠟。
[0038] 在一個實施方式中，所述有機平滑層可以經由溶液處理而施用，例如通過選自旋 塗、旋轉流延（spin-casting)、噴塗、浸塗和刮刀塗布的一種或多種技術。
[0039] 在一個實施方式中，所述有機平滑層包含聚（3, 4-亞乙基二氧基噻吩）：聚（苯乙 烯磺酸鹽）（PED0T:PSS)。
[0040] 在一個實施方式中，所述機械拋光進行如下的時間，該時間足以將表面粗糙度降 低到低於20nm，例如3nm或更低。所述足以降低表面粗糙度的時間為15?60分鐘，例如 20?50分鐘。
[0041] 在一個實施方式中，所述金屬基底包含不鏽鋼，其可以使用如下的漿料進行機械 拋光，該漿料例如是包含如下研磨材料的水性懸浮液，該研磨材料包括氧化鋁，例如煅燒氧 化錯（calcined alumina) 〇
[0042] 本發明還涉及以反向方式生長的有機光敏光電器件，例如有機PV器件。對於本發 明的目的，以反向方式生長是指從反射電極開始且使用透明上電極。在一些實施方式中，此 處所述的反向有機PV器件包括：
[0043] 反射電極；
[0044] 在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結；和
[0045] 在所述供體-受體異質結之上的透明電極。
[0046] 在一些實施方式中，所述反射電極可以包括基底，例如此處所述的金屬基底。在一 些實施方式中，所述電極可以包含如下的低逸出功金屬及其混合物或合金，該低逸出功金 屬選自鋼、Ni、Ag、Al、Mg、In。
[0047] 在特定實施方式中，此處所述的反向有機PV器件包括：表面處理過的反射電極； 在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結；和在所述供體-受體異質結之上的透明電 極。
[0048] 在一些實施方式中，所述有機供體-受體異質結的供體可以選自酞菁、P卜啉、亞酞 菁及其衍生物或過渡金屬絡合物。在一些實施方式中，所述供體包含氯化硼亞酞菁（SubPc) 或銅酞菁（CuPc)。在一些實施方式中，所述有機供體-受體異質結的受體選自聚合或非聚 合的茈、聚合或非聚合的萘以及聚合或非聚合的富勒烯。在一些實施方式中，所述受體包含 C6Q或3, 4, 9, 10-茈四甲酸雙-苯並咪唑（PTCBI)。
[0049] 在一些實施方式中，所述透明電極選自透明氧化物和金屬或金屬替代物，其具有 足以使它們透明或半透明的厚度。在一些實施方式中，所述透明電極選自透明導電氧化物， 例如氧化銦錫（ΙΤ0)、氧化鎵銦錫（GIT0)和氧化鋅銦錫（ΖΙΤ0)。
[0050] 在一些實施方式中，此處所述的反向有機PV器件可以任選包括在所述反射電極 和所述透明電極之間的一個或多個阻擋層，例如激子阻擋層（EBL)。在一些實施方式中，所 述EBL可以選自三氧化鑰、N，N'_二苯基-N，N'_雙-α-萘基聯苯二胺（NPD)、三（8-羥基 喹啉）鋁（Alq 3)、咔唑聯苯（CBP)、浴銅靈（bathocuproine，BCP)和三（乙醯基丙酮酸基） 釕（ΠΙ) (Ru (acac) 3)。
[0051] 此處還描述了包括至少一個有機PV器件的發電裝置，所述有機PV器件包括：
[0052] 反射電極；
[0053] 在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結；和
[0054] 在所述供體-受體異質結之上的透明電極。
[0055] 在一些實施方式中，在此處所述的金屬基底上形成所述發電裝置。在一些實施方 式中，在器件的外殼上直接形成所述發電裝置，其中所述器件外殼起基底的作用且在所述 基底之上形成所述反射電極。
[0056] 還描述了製造有機PV器件的方法，包括：
[0057] 提供反射電極；
[0058] 對所述反射電極進行至少一種表面處理；
[0059] 在所述反射電極之上形成有機供體-受體異質結；和
[0060] 在所述有機供體-受體異質結之上形成透明電極。
[0061] 還描述了產生和/或測量電力的方法。在一些實施方式中，所述方法包括：
[0062] 提供光到包括反射電極的有機PV器件；
[0063] 在所述反射電極之上形成有機供體-受體異質結；和
[0064] 在所述供體-受體異質結之上形成透明電極。
[0065] 在一些實施方式中，所述基底為反射基底，例如金屬箔片，且最靠近所述反射基底 的電極由此處限定的合適的透明或半透明材料形成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0066] 圖1顯示反向有機PV器件，其包括在基底之上形成的表面處理過的反射電極、在 所述反射電極之上的有機供體-受體異質結和在所述供體-受體異質結之上的透明電極。 [0067] 圖2示出在拋光前後不鏽鋼箔片（SUS)基底的表面。圖2(a)為在拋光之前SUS基 底的掃描電子顯微鏡（SEM)圖像。圖2(b)顯示在拋光之後SUS基底的SEM圖像。圖2(c) 為在拋光之後同一 SUS基底的原子力顯微鏡（AFM)圖像，展示出降低的表面粗糙度（圖像 面積5 X 5 μ m，均方根（RMS)粗糙度1. 63nm。）。
[0068] 圖3示出在多種基底上沉積的光敏器件的表面粗糙度演變。使用AFM(圖像面積 5X5 μ m)顯示，在多種基底（從左至右，玻璃、石英、在Si上的厚Si02、SUS和Si)上依次沉 積期間，包括基底、Ag:Mg(第一50 A,和1200 A )和C6(l的層的圖像和RMS表面粗糙度。 [0069] 圖4示出沉積在多種基底上的光敏器件的表面粗糙度演變。使用AFM(圖像面積 5X5 μ m)顯示，在多種基底（從左至右，玻璃、在Si上的厚Si02、SUS和Si)上依次沉積期 間，包括SubPc、M〇03和ΙΤ0的層的圖像和RMS表面粗糙度。
[0070] 圖 5 示出平面 I0PV(SUS/PED0T:PSS/Ag:Mg/C6Q/SubPc/Mo03/IT0)的 ηΡ(正方形）、 Voc (圓形）和FF (三角形）和功率密度的關係。
[0071] 圖6示出在黑暗中（正方形）和在模擬的一個晴天AM1.5G照度下（三角形）平 面 I0PV(SUS/PED0T:PSS/Ag:Mg/C6Q/SubPc/Mo0 3/IT0)的電流密度-電壓（J-V)特性。
[0072] 圖7示出在黑暗中（正方形）和在模擬的一個晴天AML 5G照度下（三角形）平 面 I0PV(SUS/PED0T:PSS/Ag:Mg/C6Q/SubPc/Mo0 3/IT0)的電流密度-電壓（J-V)特性。
[0073] 圖8示出對於如下I0PV的電流密度-電壓（J-V)特性：（1)在黑暗中（正方形） 和在一個晴天AMI. 5G模擬照度下的常規I0PV ; (2)在黑暗中（圓形）和在一個晴天AMI. 5G 模擬照度下在石英基底上的I0PV ; (3)在黑暗中（三角形）和在一個晴天AMI. 5G模擬照度 下在SUS基底上的I0PV。對於器件（1)、（2)和（3)，分別以實線、長虛線和短虛線示出根據 文字理論的擬合。
[0074] 發明詳述
[0075] 在此處描述反向有機光敏光電器件。所述有機器件可以例如用於自入射的電磁福 射產生可用的電流（例如，PV器件）或者可以用於檢測入射的電磁輻射。一些實施方式可以 包括陽極、陰極和在陽極和陰極之間的感光區域。所述感光區域為所述光敏器件的吸收電 磁輻射以產生激子的部分，所述激子可以離化以產生電流。在此處描述的器件還可以包含 至少一個透明電極以允許在所述器件內吸收入射輻射。在美國專利6, 657, 378、6, 580, 027、 6, 352, 777和美國專利申請公開2010/0102304中描述了數種PV器件材料和構造，將這些專 利關於其PV器件材料和構造的公開內容通過引用併入本文中。
[0076] 在此處使用時，術語"層"是指光敏器件的構件或組件，其主要維度為X-Y，即沿其 長度和寬度方向。應該理解，該術語層未必限於材料的單層或片。另外，應該理解，特定層的 表面可能並不完美，所述表面包括所述層與一種或多種其它材料或層的一個或多個界面， 其中所述表面代表與一種或多種其它材料或層的互穿、糾纏或旋繞網絡。類似地，還應該理 解層可能不連續，使得所述層沿X-Y維度的連續性可以被一種或多種其它層或材料幹擾或 另外中斷。
[0077] 術語"電極"和"觸點"在此處用以指如下的層，其提供用於傳送光生電流到外電路 或提供偏壓電流或電壓到器件的介質。也就是說，電極或觸點提供在有機光敏光電器件的 活性區域與如下電線、引線、跡線或其它設備之間的界面，所述電線、引線、跡線或其它設備 傳輸電荷載流子到外電路或從外電路傳輸載流子。陽極和陰極是實例。以引用的方式將其 電極的公開內容併入本文中的美國專利6, 352, 777提供電極或觸點的實例，它們可以在光 敏光電器件中使用。在光敏光電器件中，可能需要允許最大量的來自器件外部的環境電磁 輻射進入光導活性內部區域。也就是說，電磁輻射必須到達一個或多個光導層，其中電磁輻 射可以通過光導吸收轉換成電力。這通常表明，至少一個電觸點應該最低限度地吸收且最 低限度地反射入射的電磁輻射。在一些情況下，這樣的觸點應該基本上是透明的。相反的 電極可以為反射材料，以使得穿過該電池（cell)而沒有被吸收的光經由該電池反射回來。 在此處使用時，當材料的層或不同材料的多個層的序列容許至少約50%的在相關波長下的 環境電磁輻射傳播通過該一層或多層時，將該一層或多層說成是"透明的"。類似地，將容許 一些、但小於約50%在相關波長下的環境電磁輻射傳輸的層說成是"半透明的"。
[0078] 術語"陰極"以如下方式使用。在環境照射下且與電阻性負載相連接且在沒有外 加電壓情況下的非堆疊 PV器件或堆疊 PV器件的單一單元例如PV器件中，電子從光導材料 移動到陰極。類似地，術語"陽極"在此處以如下方式使用，從而在PV器件中在光照下空穴 從光導材料移動到陽極，這等價於電子以相反方式移動。應該注意到，當這些術語在此處使 用時，陽極和陰極可以為電極或電荷轉移層。
[0079] 在此處使用時，"上"（top)是指離基底結構（如果存在的話）最遠，而 "下"（bottom)是指最靠近基底結構。如果器件不包括基底結構，則"上"是指離反射電極 最遠。例如，對於具有兩個電極的器件，下電極為最靠近基底結構的電極，且通常為所製造 的第一電極。下電極具有兩個表面，下側最靠近基底且上側遠離基底。當將第一層描述為 "布置在第二層之上"或"布置在第二層上方"時，該第一層遠離基底布置。除非規定第一層 與第二層"物理接觸"，否則在第一層和第二層之間可能有其它層。例如，即使在其間存在多 個有機層，也可以將陰極描述為"布置在陽極之上"或"布置在陽極上方"。
[0080] 圖1顯示反向有機光敏光電器件100的一個實施例。該圖未必按比例繪製。器件 100可以包括反射基底110、供體層115、受體層120、任選的阻擋層125和透明電極130。器 件100可以通過依次沉積所描述的層來製造。在一些實施方式中，在圖1中描述的器件可 以任選包括在阻擋層125和透明電極130之間的非常薄的損傷誘發金屬層以使得透明性不 受影響。器件100還可以任選包括基底結構135。在一些實施方式中，該基底結構可以直接 支撐反射電極110。
[0081] 在圖1中示例的層的特定排列僅為示例性的，而不是用以限制。例如，可以省略一 些層（例如阻擋層）。可以增加其它層（例如反射電極或另外的受體和供體層）。可以改變 層的順序。可以使用與具體描述的排列不同的那些排列。另外，所述有機PV器件可以作為 包括一個或多個另外的供體-受體層的串聯器件而存在。串聯器件可以具有電荷轉移層、 電極或在串聯供體-受體層之間的電荷複合層。可以組合基底和反射電極，該基底可以為 反射的且該電極可以為透明的。
[0082] 在一些實施方式中，反射電極110和基底材料135可以組合或由兩種金屬形成。在 一些實施方式中，基底135為反射的且電極110為透明的。
[0083] 可以在其上生長或放置該器件的基底135可以為提供所期望結構性質的任何合 適的材料。該基底可以為柔性或剛性的、平面或非平面的。該基底可以為透明、半透明或不 透明的。塑料、玻璃和石英為剛性基底材料的實例。塑料和金屬箔片為柔性基底材料的實 例。可以選擇該基底的材料和厚度以獲得所期望的結構和光學性質。在一些實施方式中， 基底135為不鏽鋼，例如不鏽鋼箔片（SUS)。與常規材料相比較，SUS基底成本相對較低，且 SUS基底在層生長期間提供更好的散熱。
[0084] 在一些實施方式中，適合在有機PV中使用的金屬基底可以通過機械拋光以降低 表面粗糙度到例如低於3nm或在1?3nm之間來製備。在一些其它實施方式中，該金屬基 底的表面可以通過沉積平滑層例如有機平滑層而被進一步平滑。
[0085] 在該機械拋光方法的一些實施方式中，將金屬基底連結到剛性支撐結構以提供暴 露的上表面。該剛性支撐結構可以為帶、盤或板，其可以由任何已知的剛性材料例如玻璃、 塑料或金屬製成。在一個實施方式中，此處所述的方法可以為連續法或分批法。當使用連 續法時，應該適當地調適剛性支撐結構，例如以帶形式。
[0086] 在一些實施方式中，該金屬基底可以用任何已知的粘結劑例如石英蠟粘結到該剛 性支撐結構。
[0087] 該金屬基底的暴露的上表面可以用無機研磨楽機械拋光如下的時間，該時間足以 降低該表面的表面粗糙度。該漿料例如水性懸浮液包含研磨材料，例如氧化鋁，例如煅燒氧 化鋁。
[0088] 在一個實施方式中，該機械拋光進行如下的時間，該時間足以將表面粗糙度降低 到例如低於20nm，例如15nm或更低、12nm或更低、10nm或更低、5nm或更低和3nm或更低。 所述足以降低表面粗糙度的時間可以為15?60分鐘，例如20?50分鐘、20?40分鐘、 20?30分鐘、15?45分鐘和30?45分鐘。
[0089] 在一個實施方式中，可以在下一步驟施用有機層之前從所述剛性支撐結構上除去 所述金屬基底。當使用可去除的粘結劑時，該方法還可以包括在施用該有機平滑層之前在 至少一種有機溶劑例如二甲苯中聲處理該金屬基底以除去任何殘留的石英蠟。
[0090] 在一些實施方式中，所獲得的上表面可以通過施用有機平滑層進一步平整化。在 一個實施方式中，該有機平滑層包含聚（3, 4-亞乙基二氧基噻吩）：聚（苯乙烯磺酸鹽） (PED0T:PSS)。
[0091] 在一個實施方式中，可以經由溶液處理，例如通過選自旋塗、旋轉流延、噴塗、浸塗 和刮刀塗布的一種或多種技術，來施用所述有機平滑層。
[0092] 在一些其它的實施方式中，本發明還涉及以反向方式生長的有機光敏光電器件， 例如有機PV器件。對於本發明的目的，以反向方式生長是指用反射電極開始且使用透明上 電極。在一些實施方式中，此處所述的反向有機PV器件包括：
[0093] 反射電極；
[0094] 在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結；和
[0095] 在所述供體-受體異質結之上的透明電極。
[0096] 在一些實施方式中，所述反射電極可以包括基底，例如此處所述的金屬基底。在一 些實施方式中，該電極可以包含選自鋼、Ni、Ag、Al、Mg、In的低逸出功金屬及其混合物或合 金。
[0097] 在特定實施方式中，此處所述的反向有機PV器件包括：表面處理過的反射電極； 在該反射電極之上的有機供體-受體異質結；和在該供體-受體異質結之上的透明電極。 [0098] 除了在實施例中或其它另外指明之處外，在本說明書和權利要求書中使用的表示 成分的量、反應條件、分析測量等的所有數值，在一切情況下都應被理解為由表述"約"修 飾。因此，除非給出相反指示，否則在本說明書和所附權利要求書中列出的數值參數都是近 似值，其可根據設法通過本發明獲得的所期望的性質而改變。至少應用與本權利要求書的 範圍等同的原則，而不是試圖進行限制，應該根據有效數字的位數且通過普通捨入方法解 釋各數值參數。
[0099] 儘管限定本發明的廣泛範圍的數值範圍和參數是近似值，但除非另外規定，否則 儘可能準確地列出在具體實施例中列舉的數值。然而，任何數值必定內在地含有由其相應 試驗測量中見到的標準偏差產生的特定誤差。
[0100] 在一些實施方式中，此處所述的"電極"可以由"金屬"或"金屬替代物"構成。在 此處，術語"金屬"用以包括由純金屬元素例如Mg構成的材料和金屬合金兩者，所述金屬合 金為由兩種或更多種純金屬元素構成的材料，例如Mg和Ag-起構成的材料，表示為Mg: Ag。 在此處，術語"金屬替代物"是指如下的材料，其不是在常規定義內的金屬，但在特定的適當 應用中具有期望的類似金屬的性質。用於電極和電荷轉移層的常用金屬替代物將包括摻雜 的寬帶隙半導體，例如透明導電氧化物如氧化銦錫（ΙΤ0)、氧化鎵銦錫（GIT0)和氧化鋅銦 錫（ΖΙΤ0)。特別地，ΙΤ0為如下的高度摻雜的簡併n+半導體，其具有約3. 2eV的光學帶隙， 以使其對於大於約3900 A的波長透明。另一合適的金屬替代物為透明的導電聚合物聚苯 胺（PANI)及其化學相關物。
[0101] 金屬替代物還可以選自很多種非金屬材料，其中術語"非金屬"旨在包括很多種材 料，條件是該材料不含以其化學未化合形式的金屬。當金屬以其化學未化合形式，單獨或與 一種或多種其它金屬作為合金而組合存在時，該金屬可以可選地被稱為以其金屬形式或作 為"游離金屬"存在。因此，此處所述的金屬替代物電極有時可以稱為"不含金屬"，其中該 術語"不含金屬"明確地意欲包括如下的材料，其不含以其化學未化合形式的金屬。游離金 屬通常具有如下的金屬鍵結形式，其由在整個金屬晶格中在導電帶中自由移動的大量價電 子產生。雖然金屬替代物可以含有金屬成分，但它們在各自的基礎上都是"非金屬"。它們 不是純游離金屬，也不是游離金屬的合金。當金屬以其金屬形式存在時，導電帶趨於提供高 電導率以及高光學輻射反射率以及其它金屬性質。
[0102] 透明電極130可以選自透明氧化物和金屬或金屬替代物，其具有足以使它們透明 的厚度。電極和電荷轉移層用的常用金屬替代物將包括摻雜的寬帶隙半導體，例如透明 導電氧化物。在一些實施方式中，透明電極130可以選自IT0、GIT0和ΖΙΤ0。其它示例性 電極包括高度透明的非金屬低電阻陰極，例如在Parthasarathy等的美國專利6, 420, 031 中公開的那些，或高效率低電阻的金屬/非金屬複合陰極，例如在Forrest等的美國專利 5, 703, 436中公開的那些，這兩個專利關於陰極的公開內容以引用的方式併入本文中。各類 型的陰極通常在如下製造方法中製備，該製造方法包括如下的步驟：將ΙΤ0層濺射沉積到 例如CuPc的有機材料上以形成高度透明的非金屬低電阻陰極，或濺射沉積到薄Mg:Ag層上 以形成高效率低電阻的金屬/非金屬複合陰極。
[0103] 此處所述的器件將包括至少一個"感光區域"，光在其中被吸收以形成激發態或 "激子"，激子隨後可以離化成電子和空穴。激子的離化通常將在通過並置供體層和受體層 形成的"異質結"處發生。例如，在圖1的器件中，"感光區域"可以包括供體層115和受體 層120。電荷分離可以主要在供體層115和受體層120之間的有機異質結處發生。在該異 質結處的內建電勢通過在接觸以形成該異質結的兩種材料之間的H0M0-LUM0能級差來確 定。在供體材料和受體材料之間的H0M0-LUM0能帶偏移在供體-受體界面處產生電場，其 促進在界面的激子擴散長度內產生的激子離化成符號相反的載流子（空穴和電子）。
[0104] 構成受體層120的合適材料例如可以包含聚合或非聚合的茈、萘、富勒烯或納 米管。在一些實施方式中，受體層120可以包含(： 6(|、3, 4, 9, 10-茈四甲酸雙-苯並咪唑 (PTCBI)。在其它實施方式中，受體層120可以包含如在美國專利6, 580, 027中描述的富勒 烯材料，該富勒烯材料的描述通過引用併入本文中。在一些實施方式中，供體層115可以包 含方酸、酞菁、嚇啉、氯化硼亞酞菁（SubPc)、銅酞菁（CuPc)或其衍生物或過渡金屬絡合物， 例如氯化鋁酞菁（AlCIPc)。
[0105] 在所述感光層中使用的其它合適有機材料可以包括環金屬化有機金屬化合 物。在此處使用時，術語"有機金屬"如本領域普通技術人員所通常理解且如在例如Gary L.Miessler和Donald A. Tarr在"Inorganic Chemistry，'（無機化學）（第二版），Prentice Hall(1998)中所給出的。因此，該術語有機金屬可以指具有經碳-金屬鍵鍵結到金屬的有 機基團的化合物。除了至有機物質的一個或多個碳-金屬鍵之外，有機金屬化合物還可以 包含來自雜原子的一個或多個供體鍵。至有機物質的碳-金屬鍵例如可以指在金屬和有機 基團例如苯基、烷基、烯基等的碳原子之間的直連鍵。術語環金屬化是指包含二齒有機金屬 配體以便在鍵結到金屬時形成包含金屬作為環成員之一的環結構的化合物。
[0106] 如上文關於術語"層"所提到的，應該理解如在圖1中所描繪的受體層120和供體 層115的邊界可能不完美、不連續和/或另外代表供體和受體材料的互穿、糾纏或旋繞網 絡。例如，在一些實施方式中，雖然有機供體-受體異質結可以形成平面異質結，但是在其 它情況下其可以形成本體異質結、非晶本體異質結、混雜平面-混合異質結或混合異質結。 在一些實施方式中，可以使用兩個或更多個有機供體-受體異質結以產生串聯的反向PV器 件。
[0107] 可以使用真空沉積、旋塗、有機氣相沉積、噴墨印刷及本領域已知的其它方法來制 造有機層。
[0108] 此處所述的實施方式的有機光敏光電器件可以起PV器件、光檢測器或光導體的 作用。當此處所述的有機光敏光電器件起PV器件的作用時，可以選擇在該光導有機層中使 用的材料及其厚度，以例如優化該器件的外量子效率。每當此處所述的有機光敏光電器件 起光檢測器或光導體的作用時，可以選擇在該光導有機層中使用的材料及其厚度以例如使 該器件對所期望光譜區域的敏感度最大化。
[0109] 圖1的器件還可以包括一個或多個阻擋層125,例如在Forrest等的美國專利 6, 097, 147和美國專利6, 451，415中描述的激子阻擋層（EBL)，各專利關於阻擋層的公開內 容通過引用的方式併入本文中。在特定實施方式中，通過包含EBL以將光生激子約束到靠 近離化界面的區域並防止寄生激子在感光有機/電極界面處淬滅，而實現更高的內量子效 率和外量子效率。除了限制激子可能在其上擴散的體積之外，EBL還可以充當在電極沉積 期間引入的物質的擴散阻擋層。在一些情況下，EBL可以製得足夠厚以填充針孔或短路缺 陷，否則其會使有機PV器件不起作用。EBL因此可以幫助保護脆弱的有機層以免受在電極 沉積到有機材料上時所產生損壞的影響。
[0110] 在不受任何特定理論束縛的情況下，認為EBL因具有如下的LUM0-H0M0能隙而獲 得它們的激子阻擋性質，該LUM0-H0M0能隙大幅大於激子正從其中被阻擋的鄰近有機半導 體的LUM0-H0M0能隙。因此，受約束的激子由於能量因素而禁止存在於該EBL中。雖然期 望EBL阻擋激子，但並不期望EBL阻擋所有電荷。然而，由於鄰近能級的性質，EBL可以阻 擋一種符號的電荷載流子。通過設計，EBL將存在於兩個其它層之間，該兩個其它層通常是 有機感光半導體層和電極、電荷轉移層或電荷複合層。該鄰近的電極或電荷轉移層在上下 文中將為陰極或陽極。因此，將選擇在該器件的給定位置處的EBL用材料，以使得在載流子 傳輸到電極或電荷轉移層時將不會妨礙所期望符號的載流子。恰當的能級排列保證不存在 電荷傳輸勢壘，從而防止串聯電阻增加。在特定實施方式中，可能期望用作陰極側EBL的材 料具有密切匹配鄰近受體材料的LUMO能級的LUMO能級，以使對電子的任何不期望的勢壘 最小化。
[0111] 應該了解材料的激子阻擋性質並不一定是其H0M0-LUM0能隙的固有特性。給定材 料是否將充當激子阻擋劑，取決於鄰近有機感光材料的相對HOMO和LUM0能級。因此，在不 考慮在其中可以使用激子阻擋劑的器件環境的情況下，可能無法確定孤立作為激子阻擋劑 的化合物的種類。然而，在此處教導的情況下，本領域普通技術人員可以確定給定材料在與 所選擇的材料組一起使用以構造有機PV器件時是否將起激子阻擋層的作用。
[0112] 在一些實施方式中，阻擋層125可以包括位於受體層120和透明電極130之間的 EBL。合適EBL材料的實例包括但不限於2, 9-二甲基-4, 7-二苯基-1，10-菲咯啉（也稱作 浴銅靈（bathocuproin)或BCP)，其被認為具有約3. 5eV的LUM0-H0M0能級分離，或雙（2-甲 基-8-羥基喹啉）_苯酚鋁（III)(Alq20PH)。BCP可以是有效的激子阻擋劑，其可以容易地 將電子從受體層傳輸到陰極。在其它實施方式中，該EBL可以選自三氧化鑰、Ν，Ν' -二苯 基-Ν，Ν' -雙-α -萘基聯苯二胺（NPD)、三（8-羥基喹啉）鋁（Alq3)、咔唑聯苯（CBP)和三 (乙醯基丙酮酸基）釕（III) (RU(acac)3)。
[0113] 在一些實施方式中，阻擋層125可以包含摻雜有合適摻雜劑的EBL，該摻雜劑包 括但不限於3,4,9, 10-茈四甲酸二酐（PTCDA)、3,4,9, 10-茈四甲酸二醯亞胺（PTCDI)、 3,4,9，10-茈四甲酸-雙-苯並咪唑（?1^^1)、1，4,5,8-萘四甲酸二酐（階^1^)及其衍生 物。如在此處所述的器件中沉積的BCP可為非晶的。非晶BCP激子阻擋層可以展示出薄膜 重結晶，其在高光強度下可能特別迅速。所得形態變為多晶材料，產生具有可能缺陷例如短 路、空隙或電極材料侵入的較低品質的薄膜。因此，已經發現一些EBL材料例如BCP的摻雜 顯示出如下的作用，使用合適的相對較大且穩定的分子可以使EBL結構穩定化以防止性能 劣化形態改變。還應該了解，用具有接近EBL的LUM0能級的材料摻雜在給定器件中傳輸電 子的EBL，可以幫助確保不形成可能產生空間電荷累積並降低性能的電子捕集器。另外，應 該了解，相對較低的摻雜密度將使在隔離摻雜劑位點處的激子產生最少化。因為這樣激子 被有效禁止通過周圍EBL材料擴散，所以所述吸收降低器件光轉換效率。
[0114] 在一些實施方式中，圖1的器件還可以包括一個或多個透明電荷轉移層或電荷復 合層。如此處所述，電荷轉移層與受體和供體層的不同之處在於，電荷轉移層常常但並不一 定為無機的（常為金屬）且它們可以被選擇為不是光導活性的。術語"電荷轉移層"在此 處用以指類似但不同於電極的層，區別在於電荷轉移層僅從光電器件的一個分區傳送電荷 載流子到鄰近分區。術語"電荷複合層"在此處用以指類似但不同於電極的層，區別在於電 荷複合層允許在串聯光敏器件之間電子和空穴複合並且還可以增強在一個或多個活性層 附近的內部光場強度。電荷複合層可以由半透明的金屬納米簇、納米粒子或納米棒構造，如 在美國專利6, 657, 378中描述的，所述半透明金屬納米簇、納米粒子和納米棒的公開內容 通過引用併入本文中。
[0115] 在一些其它的實施方式中，平滑層可以位於反射電極110(例如，陽極）和供 體層115之間。該層的示例性材料包括3, 4-聚亞乙基二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸鹽 (PED0T:PSS)的薄膜。在反射電極110(例如，包含ΙΤ0的陽極）和供體層115(例如CuPc) 之間引入該PED0T:PSS層，可以引起製造產率大大改善。在不受特定理論約束的情況下，認 為該改善的製造產率可能是旋塗PED0T:PSS薄膜使ΙΤ0平整化的能力的結果，否則其粗糙 表面會經薄分子層引起短路。
[0116] 在另一實施方式中，圖1器件的一個或多個層可以經歷表面處理。例如，一個或多 個所述層可以在沉積下一層之前用等離子體處理。可以例如用溫和的氬或氧等離子體處 理所述層。該處理可以有益於降低串聯電阻。可能有利的是，在沉積下一層之前對任選的 PEDOT: PSS層進行溫和的等離子體處理。可選地，可以將一個或多個所述層暴露於紫外線臭 氧（uv-o3)處理。在至少一個實施方式中，將反射電極（例如陽極層）暴露於表面處理。
[0117] 此處所述的實施方式還包括製造圖1的有機PV器件的方法，包括：提供反射電極 110,對反射電極110進行至少一種表面處理，在反射電極110之上形成有機供體-受體異 質結（例如，供體層115和受體層120)，和在所述有機供體-受體異質結之上形成透明電極 130。
[0118] 此處所述的實施方式還包括產生和/或測量電力的方法。在一些實施方式中，所 述方法包括：提供光到圖1的器件，該器件包括反射電極110、在所述反射電極之上的有機 供體-受體異質結（例如，供體層115和受體層120)和在所述供體-受體異質結之上的透 明電極130。
[0119] 在一些實施方式中，描述了發電裝置，其可以包括至少一個圖1的器件，該器件包 括：反射電極110 ;在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結（例如，供體層115和受 體層120);和在所述供體-受體異質結之上的透明電極130。在一些實施方式中，該器件可 以處於漆層、薄膜或箔片的形式。例如，在一個實施方式中，器件100可以在包括薄膜、箔片 等的基底結構135上形成，或者在器件的外殼上直接形成，例如施用油漆。在一些實施方式 中，該器件顯示在1%至4%範圍內，例如在約2%至3%範圍內的η Ρ。在一些實施方式中， 該器件顯示在〇. 2V至1. 5V範圍內，例如在約0. 8V至約1. 2V範圍內的VQC。在一些實施方 式中，該器件顯示在〇. 4至0. 85範圍內，例如在0. 5至0. 6範圍內的FF。
[0120] 在另外實施方式中，此處所述的有機光敏光電器件可以起光檢測器的作用。在該 實施方式中，該器件可以為多層有機器件。在該情況下，通常可以施加外部電場以促進提取 分離的電荷。
[0121] 可以使用塗層以將光能聚焦到器件的所期望區域。例如參見美國專利7, 196, 835， 該專利關於所述塗層的內容通過引用併入本文中。
[0122] 通過非限制性實施例提供在圖1中示例的簡單層狀結構，且應該理解此處所述的 實施方式可以結合多種其它結構使用。所描述的具體材料和結構在本質上為示例性的，且 可以使用其它材料和結構。可以通過以不同方式組合所描述的各種層來獲得功能性有機光 敏光電器件，或者基於設計、性能和成本因素可以完全省略多個層。也可包括沒有具體描述 的其它層。可以使用與具體描述的那些材料不同的材料。儘管在此處提供的許多實施例將 多種層描述為包括單一材料，但應理解可以使用材料組合，例如主體和摻雜劑的混合物，或 更通常的混合物。並且，所述層可以具有多個子層。在此處給予各種層的名稱並非旨在嚴 格限制。不是感光區域的一部分的有機層，即通常不吸收對光電流作出顯著貢獻的光子的 有機層，可以稱作"非感光層"。非感光層的實例包括EBL和陽極-平滑層。還可以使用其 它類型的非感光層。

【具體實施方式】
[0123] 此處描述的方法和設備將通過以下非限制性實施例進一步描述，其僅旨在示例。
[0124] 實施例1
[0125] 製備不鏽鋼箔片（SUS)基底以用於光伏器件應用。
[0126] 首先將箔片基底（約76 μ m厚）使用加熱到80°C的石英蠟粘結到105mm玻璃支撐 盤上。在將它們冷卻到室溫之後，將該玻璃支撐體安裝到在研磨夾具上的真空吸盤上，且然 後將箔片在20rpm下在1300克的力下使用由1微米煅燒氧化鋁和去離子（DI)水構成的自 由流動的漿料拋光約30?45分鐘。通過熔融該蠟而從玻璃支撐體除去箔片。將拆下的箔 片在二甲苯中聲處理以除去殘留的蠟，且然後在丙酮中清潔，接著在沸騰的異丙醇中清潔。 所得表面對於薄膜太陽能電池製造是非定向、高度反射且充分平滑的。與在如圖2(a)中所 見的拋光之前的表面相比較，如在圖2(b)和圖2(c)中所見的，表面粗糙度在拋光之後大幅 降低到1. 63nm。然後將PED0T:PSS層在lOOOrpm下旋轉流延30秒，接著在6000rpm下旋轉 流延1分鐘，以提供更好的平整化表面和對金屬電極更好的潤溼。該製備方法簡單且成本 低。有機太陽能電池可以在通過該方法製備的SUS基底上生長且維持相當的效率。
[0127] 實施例2
[0128] 將根據在實施例1中描述的方法製備的SUS基底用於製造有機光敏器件（0PV)。 首先，將〗200 A的Ag:Mg熱蒸發到SUS上以對陰極逸出功進行改性。然後以1人/秒的速 率熱蒸發以(：6(1500人/31^(：11〇人/^〇0 3 300人順序的(^層。通過以0.1人/秒的速率 在氬氣中RF濺射來沉積500 A厚的ΙΤ0上電極。使用SUS的器件的各層的表面粗糙度與如 下的其它器件（基底/Ag:Mg/C 6(l/SubPc/M〇03/IT0)的各層的表面粗糙度相當，其除了基底 之外各層具有相同材料。與SUS比較的基底包括玻璃、石英、在Si上的厚Si0 2和Si。圖3 和圖4示例使用原子力顯微鏡（AFM)測量的，沉積在多種基底（從左至右：玻璃、石英（在 圖5中未示出）、在Si上的厚Si0 2、SUS和Si)上的器件的表面粗糙度演變。
[0129] 在多種基底上依次沉積期間，所述層基底、Ag:Mg(第一 50 A )、 Ag:Mg ( 1200 A)、SubPc、Mo03和ΙΤ0的RMS (均方根）的通過AFM測量的表面粗糙度列在 表1中。還參見圖3和圖4。
[0130] 表 1
[0131]

【權利要求】
1. 製備金屬基底的表面的方法，所述方法包括： (a) 將金屬基底連結到剛性支撐結構以提供暴露的上表面； (b) 用無機研磨漿機械拋光所述金屬基底的暴露的上表面如下的時間，該時間足以降 低所述上表面的表面粗糙度；和 (c) 在所述上表面上施用有機平滑層以形成具有平整化上表面的金屬基底。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述剛性支撐結構包括帶、盤或板。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中所述帶、盤或板包括玻璃、塑料或金屬。
4. 根據權利要求2所述的方法，其中（b)為連續過程且所述剛性支撐結構包括帶。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中在施用所述有機層之前從所述剛性支撐結構除去 所述金屬基底。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中將所述金屬基底用石英蠟粘結到所述剛性支撐結 構。
7. 根據權利要求6所述的方法，該方法還包括在至少一種溶劑中聲處理所述金屬基底 以除去任何殘留的石英蠟。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中所述至少一種溶劑包括二甲苯。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中經由溶液處理施用所述有機平滑層。
10. 根據權利要求1所述的方法，其中所述有機平滑層包含聚（3, 4-亞乙基二氧基噻 吩）：聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT:PSS)。
11. 根據權利要求1所述的方法，其中所述機械拋光進行如下的時間，該時間足以將表 面粗糙度降低到低於20nm。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中足以降低表面粗糙度的所述時間為15?60分 鍾。
13. 根據權利要求1所述的方法，其中所述金屬基底包含不鏽鋼。
14. 一種反向光敏器件，其包括： 包括不鏽鋼箔片的表面處理過的反射電極； 在所述反射電極之上的有機供體-受體異質結；和 在所述供體-受體異質結之上的透明電極。
15. 根據權利要求14所述的反向光敏器件，其中所述有機供體-受體異質結的供體包 含選自酞菁、嚇啉、亞酞菁和其衍生物或過渡金屬絡合物的材料。
16. 根據權利要求14所述的反向光敏器件，其中所述供體-受體異質結的供體包含氯 化硼亞酞菁或銅酞菁。
17. 根據權利要求14所述的反向光敏器件，其中所述有機供體-受體異質結的受體包 含選自聚合和非聚合茈、聚合和非聚合萘以及聚合和非聚合富勒烯的材料。
18. 根據權利要求14所述的反向光敏器件，其中所述有機供體-受體異質結的受體包 含C6Q或3, 4, 9, 10-茈四甲酸雙-苯並咪唑。
19. 根據權利要求14所述的反向光敏器件，其中所述透明電極容許至少約50%的環境 電磁輻射傳播通過所述電極。
20. 根據權利要求14所述的反向光敏器件，其中所述器件還包括激子阻擋層。
【文檔編號】H01L51/00GK104247069SQ201280054105
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年11月1日 優先權日:2011年11月1日
【發明者】史蒂芬·R·福裡斯特, 佟翛然, 李俊燁, 趙永珠 申請人:密西根大學董事會, 檀國大學校產學協力團