[发明专利]应用于微电子机械系统的反向有机太阳能电池微阵列

权利要求书

1.制造有机太阳能光伏阵列的方法，所述方法包括下列步骤：

形成多个有机太阳能光伏电池，其进一步包括：

将ITO图案化到衬底上；

在蚀刻后的ITO玻璃上施加自组装单层的层，其中所述自组装单层包含N-丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三乙氧基硅烷；

将自组装分子层在手套箱内部退火；

在自组装分子层上喷涂P3HT和PCBM的有源层；

将太阳能光伏电池在前室中在真空下干燥至少12小时；

在有源层上喷涂包含混合有5体积%二甲亚砜的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯的层；

将太阳能光伏电池在高真空中放置1小时；

将太阳能光伏电池退火；

用UV固化的环氧树脂包封所述太阳能光伏电池；以及将所述多个有机太阳能光伏电池集成为图6或图7所示的阵列。

2.权利要求1的方法，其中ITO图案化还包括：

获得涂有ITO的衬底；

使用光刻法图案化ITO；

蚀刻所述ITO；以及

清洁蚀刻后的ITO和衬底。

3.权利要求2的方法，其中使用定制的喷涂掩模将ITO光刻图案喷涂在所述衬底上。

4.权利要求1的方法，其中使用HCl和HNO₃的混合溶液实施对ITO的蚀刻。

5.权利要求2的方法，其中通过在三氯乙烯、丙酮和异丙醇中超声来清洁所述蚀刻后的ITO和衬底。

6.权利要求5的方法，其中所述清洁在50℃下各自进行20分钟，然后用N₂干燥。

7.权利要求1的方法，其中通过将P3HT和PCBM以1:1的重量比在二氯苯中混合来制备有源层溶液。

8.权利要求7的方法，其中在喷涂之前在电热板上在60℃下将有源层搅拌48小时。

9.权利要求1的方法，其中通过如下操作制备包含混合有5体积%二甲亚砜的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯的层：

稀释所述聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯；

将稀释后的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯过滤通过0.45μm滤器；以及

将二甲亚砜混合在稀释后的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯中。

10.权利要求1的方法，其中所述高真空是10^-6Torr。

11.权利要求1的方法，其还包括将所述有机太阳能光伏电池组装成具有12mm²有效面积的50个单个电池的阵列。

12.权利要求10的方法，其中所述阵列被构造成在每行中串联10个电池并且并联5行。

13.权利要求1的方法，其中所述自组装单层包含N-丙基三甲氧基硅烷。

14.有机太阳能光伏电池阵列，其包含：

多个有机太阳能光伏电池，其进一步包含：

具有第一面和第二面的衬底；

配置在玻璃的第一面上的图案化的ITO层；

配置在所述ITO层上的图案化的自组装分子的层，其中所述自组装分子包含N-丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三乙氧基硅烷；

配置在自组装分子层上的P3HT和PCBM的有源层；

配置在所述有源层上的包含聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积%的二甲亚砜的层；

与所述有源层电连通的至少一个触点，其中将银漆配置在所述至少一个触点上；

配置在所述衬底的边缘上的UV固化的环氧树脂包封剂；

其中将所述多个有机太阳能光伏电池配置为图6或图7所示的排布。

15.权利要求13的有机太阳能光伏电池，其中所述衬底是低碱土硼-铝硅酸盐玻璃、布或塑料。

16.权利要求14的有机太阳能光伏电池，其中所述布是尼龙布、棉布、聚酯布、麻布、竹布。

17.权利要求14的有机太阳能光伏电池，其中所述衬底是尺寸为4”×4”的玻璃衬底。

18.权利要求16的有机太阳能光伏电池，其中所述玻璃具有4–10欧姆/平方面积的标称薄层电阻。