[发明专利]纳米薄膜转移以及具有纳米薄膜层的可见透明有机和钙钛矿太阳能电池和LED

说明书

在基本上透明的聚合衬底上形成包括纳米薄膜层的转移印模，其中，所述基本上透明的聚合衬底包括被粘附至所述纳米薄膜的间接粘附层。所述转移印模的所述纳米薄膜层被施加至目标衬底的表面；所述纳米薄膜层定位在所述间接粘附层与所述目标衬底之间。

背景技术

随着世界能源需求的增长并且随着“物联网”的发展，诸如无所不在的能源收集和太阳能采集窗等想法都可能变为现实。

在过去几十年中，电子产品的使用已经变得日益盛行，并且未来可能将继续扩大。由于尺寸、位置或移动限制，将电子设备连接到电网并不总是切实可行的，因此研究人员经常设想使用低廉、视觉上无阻碍的太阳能电池为这些设备供电。

发明内容

本文描述了一种用于纳米薄膜转移的方法、以及可以根据所述方法产生的诸如有机太阳能电池、发光二极管和钙钛矿太阳能电池等器件，其中，所述装置和方法的各种实施例可以包括以下所描述的元件、特征和步骤中的一些或全部。

在一种用于纳米薄膜转移的方法中，在基本上透明的聚合衬底上形成包括纳米薄膜层的转移印模，其中，所述基本上透明的聚合衬底包括被粘附至所述纳米薄膜的间接粘附层。所述转移印模的所述纳米薄膜层被施加至目标衬底的表面；所述纳米薄膜层定位在所述间接粘附层与所述目标衬底之间。

一种有机太阳能电池或发光二极管包括：具有第一侧和第二侧的纳米薄膜电极；基本上透明的聚合衬底，所述基本上透明的聚合衬底接触所述纳米薄膜电极的所述第一侧；以及基本上透明的目标衬底，所述基本上透明的目标衬底接触所述纳米薄膜电极的所述第二侧。

附图说明

图1是纳米薄膜转移方法的示意性图示。

图2展示了具有近似层厚度的器件结构。

图3示出了图2的不同层的能量水平。

图4绘制了旋涂在玻璃上的PDTP-DFBT、PC₆₀BM和PC₇₀BM的吸收光谱。

图5是通过PC₆₀BM器件所拍摄的照片。虚线描画出器件的角的轮廓。

图6绘制了当从底部(阴极)到顶部(阳极)添加每个层时PDTP:PC₆₀BM器件的累积吸收光谱。阴影区域指示每一层在可见范围内的吸收贡献。图例中的百分比指代层的总可见吸收。MoO₃光谱(紫色)下方的交叉图案指示吸收由于MoO₃薄膜而减少的波长。

图7包括图像和图纸a-f。光学图像a是使用PMMA/PDMS印模被干式转移到MoO₃上的石墨烯的图像；仅在加热至150℃之后就实现了完全粘附。照片b示出了在没有EVA粘附层的情况下被干式转移到MoO₃上的石墨烯；红色箭头指示具有不良粘附的区域。仅在加热至150℃之后就实现了粘附。示意性图示c示出了用于对石墨烯顶部电极进行干式转移的印模。照片d示出了具有石墨烯的PDMS印模；具有石墨烯的区域的顶边和底边利用虚线来指示。照片e和光学图像f示出了使用EVA/PMMA/PDMS印模被干式转移到MoO₃上的石墨烯；不存在光学干涉图案和空气气泡表明在室温下实现了完全粘附。

图8是不同器件构型的图示。

图9绘制了PC₇₀BM器件在玻璃衬底上的所有器件构型的J-V曲线。

图10提供了Gr PC₆₀BM器件与PC₇₀BM器件之间在玻璃上的比较。

图11绘制了Gr/Gr器件在从玻璃(阴极)侧与PDMS(阳极)侧照射时的J-V曲线。从玻璃/ITO侧照射的ITO/Gr器件的J-V曲线作为参照而被包括在内。右下方的条形图示出了这些构型的平均J_SC值。