SUMMARY [0005] The present inventio

SUMMARY

[0005] The present invention aims to address all or at least some of the aforementioned deficiencies of the prior art. In particular it aims to provide efficient and robust low work function electrodes produced by commercially applicable deposition techniques, which provide for the production of organic photovoltaic systems by processes compatible with the requirements of large scale, high throughput mass production. These objectives are attained by the low work function electrode, the photovoltaic system, and the processes for the production of these as described in the following.

[0006] The present invention thus relates to a process for producing a low work function electrode for a photovoltaic system, which comprises depositing an electrode layer over a substrate. An ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) layer is spray coated over the electrode layer. A low work function electrode for a photovoltaic system produced by this process is also within the scope of the present invention.

[0007] Moreover, the present invention is directed towards a process for producing a photovoltaic system, which comprises depositing a first electrode layer onto a substrate. An ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) layer is spray coated onto the first electrode layer. A bulk heterojunction active layer is deposited onto the PEIE layer. A hole transport layer and/or a second electrode layer is deposited onto the bulk heterojunction active layer. A photovoltaic system produced by this process is also within the scope of the present invention. [0008] It is understood that the invention disclosed and described in this specification is not limited to just the aspects summarized in this Summary and can include additional aspects described below.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0009] Some aspects of the systems and processes described in this specification can be better understood by reference to the accompanying figures, in which:

[0010] Figure 1 is a flowchart diagram illustrating a bottom up process for producing a photovoltaic system according to the present invention, wherein the order of the bottom up deposition steps reads from the top down in the diagram;

[0011] Figure 2 is a flowchart diagram illustrating a bottom up process for producing a photovoltaic system according to the present invention, wherein the order of the bottom up deposition steps reads from the top down in the diagram;

[0012] Figure 3 is a flowchart diagram illustrating a bottom up process for producing a photovoltaic system according to the present invention, wherein the order of the bottom up deposition steps reads from the top down in the diagram;

[0013] Figure 4 is a schematic diagram illustrating a photovoltaic system according to the present invention produced in accordance with the process illustrated in Figure 1 ;

[0014] Figure 5 is a schematic diagram illustrating a photovoltaic system according to the present invention produced in accordance with the process illustrated in Figure 2;

[0015] Figure 6 is a schematic diagram illustrating a photovoltaic system according to the present invention produced in accordance with the process illustrated in Figure 3; and

[0016] Figure 7 is a schematic diagram illustrating another photovoltaic system according to the present invention. [0017] The reader will appreciate the foregoing details, as well as others, upon considering the following detailed description of the processes and systems according to this specification.

DESCRIPTION

[0018] As described in this specification the present invention is directed to processes for producing low work function electrodes for organic photovoltaic systems, such as, for example, polymer-fullerene bulk heterojunction organic photovoltaic systems. The processes may comprise depositing an electrode layer onto a substrate and spray coating an ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) layer onto the electrode layer. This multi-layer spray coating process avoids the functional surface area constraints imposed by other deposition techniques, such as spin coating, for example, and may be used to produce large-area organic photovoltaic systems with relatively high through-put.

[0019] As used in this specification, including the claims, the term "work function" refers to the minimum energy required to remove an electron from a solid material to a point immediately adjacent to the solid material surface. In the active material of an organic photovoltaic system, a photo-excited electron dissociated from its corresponding hole in the semiconducting polymer occupies the LUMO energy level of the acceptor material (e.g., a fullerene compound). Therefore, the work function of the cathode in an organic photovoltaic system must be sufficiently low in order to approximate the LUMO energy level of the acceptor material and

extract/collect the electron from the active material. On the other hand, the work function of the anode in an organic photovoltaic syste

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สรุป [0005] ประดิษฐ์ปัจจุบันมีวัตถุประสงค์เพื่อที่อยู่ทั้งหมด หรือบางอย่างของข้อบกพร่องดังกล่าวของศิลปะก่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันมีวัตถุประสงค์เพื่อให้แข็งแกร่ง และมีประสิทธิภาพต่ำฟังก์ชันงานอิเล็กโทรดผลิต โดยเทคนิคสะสมใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ ซึ่งช่วยให้สำหรับการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์โดยกระบวนการเข้ากันได้กับความต้องการของขนาดใหญ่ ผลิตปริมาณงานที่สูง วัตถุประสงค์เหล่านี้จะบรรลุ โดยอิเล็กโทรดฟังก์ชันงานต่ำ ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และกระบวนการในการผลิตเหล่านี้ตามที่อธิบายไว้ในต่อไปนี้ [0006] ประดิษฐ์ปัจจุบันจึงสัมพันธ์กับกระบวนการผลิตไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันงานต่ำสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ซึ่งประกอบด้วยการฝากชั้นการอิเล็กโทรดผ่านพื้นผิว มี ethoxylated ชั้น polyethyleneimine (PEIE) เป็นสเปรย์เคลือบเหนือชั้นอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดฟังก์ชันการทำงานต่ำสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ผลิต โดยขั้นตอนนี้ก็อยู่ภายในขอบเขตของการประดิษฐ์อยู่ [0007] นอกจากนี้ ประดิษฐ์อยู่เป็นโดยตรงต่อกระบวนการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดชั้นแรกบนพื้นผิวฝาก มี ethoxylated ชั้น polyethyleneimine (PEIE) เป็นสเปรย์เคลือบลงบนชั้นแรกของอิเล็กโทรด ชั้นใช้งาน heterojunction จำนวนมากจะถูกฝากไปยังชั้นที่ PEIE ชั้นขนส่งรูหรือชั้นที่ 2 อิเล็กโทรดจะถูกฝากลงบนเลเยอร์ใช้งาน heterojunction จำนวนมาก ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ผลิต โดยขั้นตอนนี้ก็อยู่ภายในขอบเขตของการประดิษฐ์อยู่ [0008] มันจะเข้าใจว่า การประดิษฐ์ที่เปิดเผย และอธิบายไว้ในข้อมูลจำเพาะนี้ไม่จำกัดเฉพาะด้านสรุปในสรุปนี้ และสามารถรวมแง่มุมเพิ่มเติมที่อธิบายไว้ด้านล่าง อธิบายโดยย่อของภาพวาด [0009] บางแง่มุมของระบบและกระบวนการที่อธิบายไว้ในข้อมูลจำเพาะนี้สามารถดีเข้าใจ โดยอ้างอิงถึงตัวเลขประกอบ ซึ่ง: [0010] เป็นรูปที่ 1 ไดอะแกรมแผนผังลำดับงานที่แสดงด้านล่างขั้นตอนการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์ตามการประดิษฐ์ปัจจุบัน ประเด็นลำดับของด้านล่างขึ้นสะสมตอนอ่านจากบนลงล่างในไดอะแกรม [0011] เป็นรูปที่ 2 ไดอะแกรมแผนผังลำดับงานที่แสดงด้านล่างขั้นตอนการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์ตามการประดิษฐ์ปัจจุบัน ประเด็นลำดับของด้านล่างขึ้นสะสมตอนอ่านจากบนลงล่างในไดอะแกรม [0012] เป็นรูป 3 ไดอะแกรมแผนผังลำดับงานที่แสดงด้านล่างขั้นตอนการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์ตามการประดิษฐ์ปัจจุบัน ประเด็นลำดับของด้านล่างขึ้นสะสมตอนอ่านจากบนลงล่างในไดอะแกรม [0013] รูป 4 เป็นแผนภาพแผนผังแสดงระบบพลังงานแสงอาทิตย์ตามการประดิษฐ์ปัจจุบันผลิตตามกระบวนการที่แสดงในรูปที่ 1 [0014] เป็นรูปที่ 5 ไดอะแกรมแผนผังแสดงระบบพลังงานแสงอาทิตย์ตามการประดิษฐ์ปัจจุบันผลิตตามกระบวนการที่แสดงในรูปที่ 2 [0015] เป็นรูปที่ 6 ไดอะแกรมแผนผังแสดงระบบพลังงานแสงอาทิตย์ตามการประดิษฐ์ปัจจุบันผลิตตามกระบวนการที่แสดงในรูปที่ 3 และ [0016] รูปที่ 7 เป็นไดอะแกรมแผนผังแสดงระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อื่นตามการประดิษฐ์อยู่ [0017] อ่านจะได้ชื่นชมรายละเอียดข้างต้น เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ เมื่อพิจารณาคำอธิบายรายละเอียดต่อไปนี้ของกระบวนการและระบบตามข้อกำหนดนี้ คำอธิบาย [0018] ตามที่อธิบายไว้ในข้อมูลจำเพาะนี้ประดิษฐ์ปัจจุบันเป็นผู้กำกับในกระบวนการผลิตอิเล็กโทรดฟังก์ชันงานต่ำสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ เช่นนี้ เช่น ฟูลเลอรีนพอลิเมอร์จำนวนมาก heterojunction อินทรีย์ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ กระบวนการอาจประกอบด้วยการฝากชั้นการอิเล็กโทรดลงบนพื้นผิวและสเปรย์เคลือบมี ethoxylated ชั้น polyethyleneimine (PEIE) บนชั้นที่อิเล็กโทรด กระบวนการเคลือบหลายชั้นสเปรย์นี้เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของพื้นที่ผิวที่ทำงานเทศบาลเทคนิคสะสมอื่น ๆ เช่นหมุนเคลือบ ตัวอย่างเช่น และอาจใช้ในการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ขนาดใหญ่พื้นที่ มีค่อนข้างสูงถึงย้าย [0019] ใช้ในข้อมูลจำเพาะนี้ รวมทั้งการเรียกร้อง คำว่า "ฟังก์ชันการทำงาน" หมายถึงพลังงานขั้นต่ำที่ต้องการเอาอิเล็กตรอนจากวัสดุไม้ไปจุดที่ติดกับพื้นผิววัสดุไม้ ในวัสดุที่ใช้งานของระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ อิเล็กตรอนตื่นเต้นกับภาพที่แยกออกจากหลุมสอดคล้องกันในโพลิเมอร์โลหะตรงบริเวณระดับพลังงาน LUMO ของวัสดุให้เป็นผู้รับ (เช่น ฟูลเลอรีนสารประกอบ) ดังนั้น ฟังก์ชันการทำงานของแคโทดในเซลล์แสงอาทิตย์ระบบอินทรีย์ต้องต่ำพอเพื่อประมาณระดับพลังงาน LUMO ของวัสดุให้เป็นผู้รับ และ สารสกัด/รวบรวมอิเล็กตรอนจากวัสดุที่ใช้งาน บนมืออื่น ๆ ฟังก์ชันการทำงานของแอโนดใน syste เซลล์แสงอาทิตย์มีอินทรีย์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สรุป[0005] ประดิษฐ์ปัจจุบันมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขทั้งหมดหรืออย่างน้อยบางส่วนของข้อบกพร่องดังกล่าวของศิลปะก่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันมีวัตถุประสงค์เพื่อให้มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพการทำงานต่ำอิเล็กโทรฟังก์ชั่นที่ผลิตโดยใช้เทคนิคการสะสมในเชิงพาณิชย์บังคับที่ให้สำหรับการผลิตของระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์จากกระบวนการเข้ากันได้กับความต้องการของขนาดใหญ่ผ่านการผลิตมวลสูง วัตถุประสงค์เหล่านี้จะบรรลุโดยขั้วไฟฟ้าต่ำฟังก์ชั่นการทำงานระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และกระบวนการในการผลิตเหล่านี้ตามที่อธิบายไว้ในต่อไปนี้. [0006] ประดิษฐ์ปัจจุบันจึงเกี่ยวข้องกับกระบวนการในการผลิตไฟฟ้าฟังก์ชั่นการทำงานที่ต่ำสำหรับไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ระบบซึ่งประกอบด้วยฝากชั้นอิเล็กกว่าสารตั้งต้น polyethyleneimine Ethoxylated (PEIE) ชั้นเป็นสเปรย์เคลือบชั้นกว่าอิเล็กโทรด ขั้วไฟฟ้าฟังก์ชั่นการทำงานที่ต่ำสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ผลิตโดยขั้นตอนนี้จะยังอยู่ในขอบเขตของสิ่งประดิษฐ์ในปัจจุบันได้. [0007] นอกจากนี้ยังมีสิ่งประดิษฐ์ในปัจจุบันเป็นผู้กำกับที่มีต่อกระบวนการในการผลิตระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งประกอบด้วยฝากชั้นอิเล็กโทรดก่อนลง สารตั้งต้น polyethyleneimine Ethoxylated (PEIE) ชั้นเป็นสเปรย์เคลือบบนชั้นแรกอิเล็กโทรด ชั้นที่ใช้งานเป็นกลุ่มเฮเทอโรจะฝากไปยังชั้น PEIE ชั้นการขนส่งหลุมและ / หรือชั้นที่สองขั้วไฟฟ้าจะฝากไปยังชั้นที่ใช้งานเป็นกลุ่มเฮเทอโร ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ผลิตโดยขั้นตอนนี้จะยังอยู่ในขอบเขตของการประดิษฐ์ปัจจุบัน [0008] เป็นที่เข้าใจว่าสิ่งประดิษฐ์ที่เปิดเผยและอธิบายไว้ในข้อกำหนดนี้ไม่ได้ จำกัด อยู่เพียงด้านสรุปในสรุปนี้และอาจรวมถึงแง่มุมเพิ่มเติมอธิบายไว้ด้านล่าง. อธิบายสั้น ๆ ของภาพวาด[0009] บางแง่มุมของระบบและกระบวนการที่อธิบายไว้ ในข้อกำหนดนี้สามารถเข้าใจได้ดีขึ้นโดยการอ้างอิงถึงตัวเลขประกอบซึ่งใน: [0010] รูปที่ 1 เป็นแผนภาพผังที่แสดงด้านล่างขึ้นกระบวนการในการผลิตระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามการประดิษฐ์ในปัจจุบันในประเด็นคำสั่งของด้านล่างขึ้นสะสม ขั้นตอนอ่านจากด้านบนลงในแผนภาพนั้น[0011] รูปที่ 2 เป็นแผนภาพผังที่แสดงด้านล่างขึ้นกระบวนการในการผลิตระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามการประดิษฐ์ในปัจจุบันในประเด็นคำสั่งของด้านล่างขึ้นขั้นตอนการทับถมอ่านจากด้านบนลงใน แผนภาพ; [0012] รูปที่ 3 เป็นแผนภาพผังที่แสดงด้านล่างกระบวนการในการผลิตระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามการประดิษฐ์ในปัจจุบันในประเด็นคำสั่งของด้านล่างขึ้นขั้นตอนการทับถมอ่านจากด้านบนลงในแผนภาพนั้น[0013] รูป 4 เป็นแผนภาพแสดงระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามการประดิษฐ์ในปัจจุบันผลิตตามกระบวนการแสดงในรูปที่ 1; [0014] รูปที่ 5 เป็นแผนภาพแสดงระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามการประดิษฐ์ในปัจจุบันผลิตตามกระบวนการที่แสดง ในรูปที่ 2; [0015] รูปที่ 6 เป็นแผนภาพแสดงระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ตามการประดิษฐ์ในปัจจุบันผลิตตามกระบวนการแสดงในรูปที่ 3; และ[0016] รูปที่ 7 เป็นแผนภาพแสดงระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อีกตามการประดิษฐ์ในปัจจุบัน [0017] ผู้อ่านจะได้ชื่นชมรายละเอียดดังกล่าวข้างต้นเช่นเดียวกับคนอื่น ๆ เมื่อพิจารณารายละเอียดดังต่อไปนี้ของกระบวนการและระบบตามข้อกำหนดนี้. รายละเอียด[0018] ที่อธิบายไว้ในข้อกำหนดนี้สิ่งประดิษฐ์ในปัจจุบันเป็นผู้กำกับกระบวนการในการผลิต ขั้วไฟฟ้าต่ำฟังก์ชั่นการทำงานสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อินทรีย์เช่นตัวอย่างเช่นพอลิเมอ fullerene กลุ่มเฮเทอโรระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ กระบวนการที่อาจประกอบด้วยฝากชั้นขั้วไฟฟ้าบนพื้นผิวและสเปรย์เคลือบ polyethyleneimine Ethoxylated (PEIE) ชั้นบนชั้นอิเล็กโทรด หลายชั้นกระบวนการเคลือบสเปรย์นี้หลีกเลี่ยงการทำงาน จำกัด พื้นที่ผิวที่กำหนดโดยเทคนิคการสะสมอื่น ๆ เช่นเคลือบหมุนตัวอย่างและอาจจะใช้ในการผลิตขนาดใหญ่พื้นที่ระบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ที่มีค่อนข้างสูงผ่านใส่. [0019] ในฐานะที่เป็น ใช้ในข้อกำหนดนี้รวมทั้งการเรียกร้องคำว่า "ฟังก์ชั่นการทำงาน" หมายถึงการใช้พลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการลบอิเล็กตรอนจากวัสดุที่เป็นของแข็งไปยังจุดทันทีที่อยู่ติดกับพื้นผิววัสดุที่เป็นของแข็ง ในวัสดุที่ใช้งานของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อินทรีย์อิเล็กตรอนภาพรู้สึกตื่นเต้นที่แยกตัวออกมาจากหลุมที่สอดคล้องกันในพอลิเมอสารกึ่งตัวนำหมกมุ่นอยู่กับระดับพลังงาน LUMO ของวัสดุใบเสร็จ (เช่นสารประกอบ fullerene) ดังนั้นฟังก์ชั่นการทำงานของแคโทดในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อินทรีย์จะต้องต่ำพอเพื่อที่จะใกล้เคียงกับระดับพลังงาน LUMO ของวัสดุใบเสร็จและสารสกัด / เก็บอิเล็กตรอนจากวัสดุที่ใช้งานอยู่ บนมืออื่น ๆ , ฟังก์ชั่นการทำงานของขั้วบวกใน Syste ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อินทรีย์