DE10231140A1 - Optoelectronic component with electrically conductive organic material and method for producing the component - Google Patents
Optoelectronic component with electrically conductive organic material and method for producing the component Download PDFInfo
- Publication number
- DE10231140A1 DE10231140A1 DE10231140A DE10231140A DE10231140A1 DE 10231140 A1 DE10231140 A1 DE 10231140A1 DE 10231140 A DE10231140 A DE 10231140A DE 10231140 A DE10231140 A DE 10231140A DE 10231140 A1 DE10231140 A1 DE 10231140A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- strip electrodes
- optoelectronic component
- organic material
- component according
- electrically conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000011368 organic material Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 11
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 11
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 claims 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 79
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 7
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 6
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 2
- -1 C 60 Chemical class 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000025 interference lithography Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/30—Devices controlled by radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/87—Light-trapping means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/601—Assemblies of multiple devices comprising at least one organic radiation-sensitive element
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/805—Electrodes
- H10K59/8051—Anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/8793—Arrangements for polarized light emission
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/84—Parallel electrical configurations of multiple OLEDs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/86—Series electrical configurations of multiple OLEDs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Beschrieben wird ein optoelektronisches Bauelement mit elektrisch leitfähigem organischem Material und mit wenigstens zwei voneinander beabstandet angeordneten Streifenelektroden, die ein Streifenelektroden-Paar bilden und zwischen denen wenigstens eine Schicht des elektrisch leitfähigen organischen Materials vorgesehen ist. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung des Bauelementes beschrieben. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mehr als zwei voneinander beabstandet, stapelförmig angeordnete Streifenelektroden derart angeordnet sind, dass die Steifenelektroden wenigstens zwei Streifenelektroden-Paare bilden, zwischen deren Streifenelektroden jeweils die wenigstens eine Schicht des elektrisch leitfähigen organischen Materials vorgesehen ist.An optoelectronic component is described with electrically conductive organic material and with at least two strip electrodes arranged at a distance from one another, which form a pair of strip electrodes and between which at least one layer of the electrically conductive organic material is provided. A method for producing the component is also described. DOLLAR A The invention is characterized in that more than two spaced-apart, stacked strip electrodes are arranged in such a way that the strip electrodes form at least two pairs of strip electrodes, between the strip electrodes of which at least one layer of the electrically conductive organic material is provided.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisches Bauelement mit elektrisch leitfähigem organischem Material und mit wenigstens zwei voneinander beabstandet angeordneten Streifenelektroden, die ein Streifenelektroden-Paar bilden und zwischen denen wenigstens eine Schicht des elektrisch leitfähigen organischen Materials vorgesehen ist.The invention relates to a optoelectronic component with electrically conductive organic Material and with at least two spaced apart Strip electrodes that form a pair of strip electrodes and between them at least one layer of the electrically conductive organic material is provided.
Unter der Bezeichnung "optoelektronische Bauelemente" sind grundsätzlich sowohl Solarzellen zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlungsenergie in elektrische Energie, als auch Leuchtdioden zu verstehen, die im umgekehrten Sinne elektrische in elektromagnetische Energie, vorzugsweise in Form sichtbaren Lichtes umwandeln. Optoelektronische Bauelemente der vorstehend genannten Gattung, die anstelle einer aus Halbleitermaterial bestehenden photoaktiven Schicht eine elektrisch leitfähige, organische, vorzugsweise polymere Materialschicht vorsehen, vermögen derzeit zwar nicht an jene energetischen Wirkungsgrade heranreichen, die mit konventionellen, ausschließlich auf Halbleitermaterialien beruhenden optoelektronischen Bauelementen erzielbar sind, doch zeichnen sich eben jene, neuartigen optoelektronischen Bauelemente durch ihre überaus preisgünstigen Materialien und Herstellungsmöglichkeiten aus, wodurch sie zunehmend auf wirtschaftliches Interesse stoßen.Under the name "optoelectronic components" are basically both Solar cells for converting electromagnetic radiation energy to understand in electrical energy, as well as light emitting diodes in the opposite sense electrical into electromagnetic energy, preferably convert it into visible light. Optoelectronic Components of the aforementioned type, which instead of one an electrically photoactive layer consisting of semiconductor material conductive, Organic, preferably polymeric material layers are currently capable not reach those energetic efficiencies that with conventional, exclusively optoelectronic components based on semiconductor materials are achievable, but it is precisely those new types of optoelectronic Components by their extremely cheapest Materials and manufacturing options from which they are increasingly of economic interest.
In
Der vorstehende Schichtaufbau für optoelektronische
Bauelemente weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf: Aufgrund
einer nur begrenzten Ladungsträgerbeweglichkeit
für Löcher und
Elektronen innerhalb der organischen Materialschicht
Treten zudem herstellungsbedingt
innerhalb der auf der ITO-Schicht
Darüber hinaus ist die erforderliche
transparente ITO-Elektrode
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optoelektronisches Bauelement mit elektrisch leitfähigem organischen Material und mit wenigstens zwei voneinander beabstandet angeordneten Streifenelektroden, die ein Streifenelektroden-Paar bilden und zwischen denen wenigstens eine Schicht des elektrisch leitfähigen organischen Materials vorgesehen ist, derart weiterzubilden, dass die optoelektronischen Eigenschaften des optoelektronischen Bauelementes verbessert werden sollen. Im einzelnen gilt es nach Lösungen zu suchen, um die kostenintensive ITO-Schicht durch günstigere Varianten zu ersetzen, wodurch letztlich auch der Freiheitsgrad für eine größere Materialwahl für die Elektrodenschichten geschaffen werden soll. Für die Betriebsweise des eingangs beschriebenen Schichtaufbaus sowohl als Solarzelle als auch als Leuchtdiode gilt es in beiden Fällen die energetischen Wirkungsgrade zu optimieren sowie deren Herstellkosten zu senken. In Verbindung mit dem Wunsch nach geringeren Herstellungskosten gilt es ebenso, eine Verfahrenstechnik anzugeben, mit der das optoelektronische Bauelemente unter wirtschaftlichem sowie industriellen Aspekten herstellbar ist.The invention is based on the object generic optoelectronic Component with electrically conductive organic material and with at least two spaced apart Strip electrodes that form a pair of strip electrodes and between which at least one layer of the electrically conductive organic Material is provided to develop such that the optoelectronic Properties of the optoelectronic component can be improved should. In particular, it is necessary to look for solutions to the cost-intensive ITO layer through cheaper To replace variants, which ultimately also means the degree of freedom for one greater choice of materials for the electrode layers to be created. For the operation of the layer structure described above both as a solar cell and as a light-emitting diode, it applies in both cases optimize energy efficiency and their manufacturing costs to lower. In connection with the desire for lower manufacturing costs It is also important to specify a process technology with which the optoelectronic Components from an economic and industrial point of view can be produced.
Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 25 ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauelementes, das vorzugsweise als Solarzelle sowie auch als Leuchtdiode einsetzbar ist.The solution to the problem on which the invention is based is specified in claim 1. Ge The subject matter of claim 25 is a method for producing an electronic component according to the invention, which can preferably be used as a solar cell and also as a light-emitting diode.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee setzt sich über das bisher übliche Durchstrahlungsprinzip bei optoelektronischen Bauelementen hinweg, nach dem die Durchstrahlungsrichtung stets senkrecht zu den Bauelementschichten orientiert ist und deshalb wenigstens eine lichttransparente Elektrode, vorzugsweise eine ITO-Elektrode, erforderlich ist. In Abkehr hierzu wird erfindungsgemäß ein neuartiger Aufbau bzw. eine neuartige Zellarchitektur für organische Photo- bzw. Solarzellen sowie organische Leuchtdioden vorgeschlagen, die wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von stapelförmig übereinander, jeweils gegenseitig beabstandet angeordnete Streifenelektroden vorsieht, die zu Streifenelektroden-Paaren gruppierbar sind, zwischen deren Streifenelektroden jeweils wenigstens eine Schicht des elektrisch leitfähigen organischen Materials vorgesehen ist. Charakteristisch für diesen neuartigen Elektrodenaufbau für ein optoelektronisches Bauelement ist die durch die stapelförmige Streifenelektrodenanordnung bedingte Betriebsweise des Bauelementes dergestalt, dass sich das mit der elektrisch leitfähigen, optisch aktiven, organischen Materialschicht in Wechselwirkung tretende Licht parallel zu den Streifenelektrodenflächen innerhalb der organischen Materialschicht ausbreitet. Dies führt letztlich dazu, dass das mit der organischen Materialschicht in Wechselwirkung tretende Licht ohne Vorsehen jeglicher Zwischenschichten über die Seitenkanten in die zwischen beiden Streifenelektrodenflächen eingeschlossene, organische Materialschicht eintreten bzw. aus dieser abgestrahlt werden kann. Hierdurch eröffnet sich eine Reihe von Vorteilen: Trotz der materialbedingten verhältnismäßig geringen Ladungsträgerbeweglichkeit von geeigneten, organischen Materialien, ist die Schichttiefe, längs der im Falle einer Solarzelle Lichtabsorption innerhalb der organischen Schicht stattfindet, nahezu beliebig groß zu wählen, zumal bei der parallelen zu den Streifenelektrodenflächen gerichteten Durchstrahlung die für die Absorption relevante Schichttiefe nicht vom Elektrodenabstand, sondern von der Elektrodenlänge bestimmt ist. Hingegen bleibt der Elektrodenabstand bezüglich der Ladungsträgerbeweglichkeit nach wie vor relevant und entspricht typischerweise der Schichtdicke der organischen Materialschicht von konventionellen organischen Solarzellen.The basis of the invention Idea prevails the usual so far Radiographic principle in optoelectronic components, after which the radiation direction is always perpendicular to the component layers is oriented and therefore at least one light-transparent electrode, preferably an ITO electrode, is required. In turn, according to the invention, a novel one Construction or a new type of cell architecture for organic photo or solar cells as well as organic light-emitting diodes, which have at least two, preferably a plurality of stacked one above the other, each mutually provides spaced strip electrodes that form pairs of strip electrodes can be grouped, at least between their strip electrodes a layer of the electrically conductive organic material is provided. Characteristic of this new type of electrode structure for a The optoelectronic component is the stacked strip electrode arrangement conditional mode of operation of the component such that the with the electrically conductive, optically active, organic material layer interacting Light parallel to the stripe electrode surfaces within the organic Spreads material layer. This ultimately leads to that light interacting with the organic material layer without providing any intermediate layers over the side edges in the organic trapped between two strip electrode surfaces Enter material layer or can be emitted from this. This opened there are a number of advantages: Despite the material-related relatively small Carrier mobility of suitable organic materials, the layer depth is along the in the case of a solar cell, light absorption within the organic Layer takes place to choose almost any size, especially with the parallel to the strip electrode surfaces directed radiation for the absorption-relevant layer depth not from the electrode distance, but from the electrode length is determined. In contrast, the electrode spacing remains with respect to the Carrier mobility still relevant and typically corresponds to the layer thickness the organic material layer of conventional organic Solar cells.
Um eine möglichst großflächige, für den Fall einer Solarzelle zur Verfügung stehende Beleuchtungsfläche aus elektrisch leitfähigen, organischen Material zu erhalten, wird erfindungsgemäß eine Vielzahl nebeneinander angeordnete Flächenelektroden-Paare mit jeweils dazwischen befindlichem organischen Material vorgesehen, deren Anzahl und Anordnung grundsätzlich beliebig dimensionierbar und skalierbar sind.To be as large as possible, in the case of a solar cell to disposal standing lighting surface made of electrically conductive, Obtaining organic material is a variety according to the invention juxtaposed surface electrode pairs each with organic material in between, the number of which is provided and arrangement basically are freely dimensionable and scalable.
Da die Lichtausbreitungscharakteristik innerhalb des neuartigen optoelektronischen Bauelementes die Verwendung optisch transparenter Elektrodenschichten, insbesondere die Verwendung von Indium-Zinn-Oxid (ITO) als transparentes Elektrodenmaterial, überflüssig macht, verbessern sich durch den Wegfall dieses bisherigen Zwangserfordernis automatisch die Auswahlmöglichkeiten erheblich für Elektrodenmaterialien, insbesondere in Hinblick auf günstige Elektrodenpaar-Materialien mit unterschiedlichen elektrischen Austrittsarbeiten für den Aufbau von Solarzellen.Because the light propagation characteristic the use within the novel optoelectronic component optically transparent electrode layers, especially the use of indium tin oxide (ITO) as a transparent electrode material, makes it superfluous, improve by eliminating this previous requirement automatically the selection options significant for electrode materials, especially with regard to cheap Electrode pair materials with different electrical work functions for the construction of Solar cells.
Wie im weiteren noch im einzelnen ausgeführt wird, ermöglicht die erfindungsgemäße Zeltarchitektur ein neuartiges Herstellverfahren, wodurch insbesondere die Kurzschlussgefahr durch vorhandene Pinholes innerhalb der organischen Materialschicht vollkommen ausgeschlossen werden kann.As in more detail below accomplished is made possible the tent architecture according to the invention a novel manufacturing process, which in particular the risk of short circuit due to existing pinholes within the organic material layer can be completely excluded.
So sieht ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes der vorstehenden erfindungsgemäßen Art in einem ersten Schritt zunächst die Herstellung der stapelförmig angeordneten Streifenelektroden vor. Erst nach Fertigstellen der Streifenelektrodenanordnung, zu deren Ausbildung Metallabscheidungsprozesse erforderlich sind, wird das elektrisch leitfähige, organische Material in die entsprechend vorgesehenen freien Zwischenräume zwischen den Streifenelektroden-Paaren eingebracht. Zwar kann auch auf diese Weise die Ausbildung von sich innerhalb der organischen Materialschicht ausbildenden Diskontinuitäten, beispielsweise in Form von Durchgangsöffnungen, nicht vollständig vermieden werden, doch ist verfahrensbedingt ausgeschlossen, dass etwaige vorhandene Pinholes innerhalb der organischen Materialschicht mit elektrisch leitfähigem Elektrodenmaterial nachträglich aufgefüllt werden können, zumal die Herstellung der Streifenelektroden und damit jegliche Metallabscheidungen bereits im vorangegangenen Verfahrensschritt abgeschlossen sind.A method according to the invention provides for Production of an optoelectronic component of the above Art in a first step first the manufacture of the stacked arranged strip electrodes in front. Only after completing the Strip electrode arrangement, for their formation metal deposition processes are required, the electrically conductive, organic material in the correspondingly provided free spaces between the pairs of strip electrodes brought in. In this way too, training can be done by itself discontinuities forming within the organic material layer, for example in the form of through openings, not completely can be avoided, but due to procedural reasons it is excluded that any pinholes present within the organic material layer with electrically conductive Subsequent electrode material filled can be especially since the manufacture of the strip electrodes and thus any Metal deposits already in the previous process step Are completed.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäß ausgebildeten optoelektronischen Bauelementes sowie vorteilhafte Ausführungsbeispiele und insbesondere die Beschreibung der erfindungsgemäßen Herstellung eines derartigen optoelektronischen Bauelementes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben.Further advantages of the designed according to the invention optoelectronic component and advantageous exemplary embodiments and in particular the description of the manufacture according to the invention of such an optoelectronic component are shown below with reference to the embodiments described.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention is hereinafter without restriction the general inventive concept based on exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawing. Show it:
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to Execute the Invention, industrial applicability
In Gegenüberstellung zu dem bekannten Schichtaufbau
gemäß
Ferner sieht der Schichtaufbau gemäß
Durch die Vielfachanordnung der stapelförmig aneinander
gereihten Streifenelektroden-Paare P in der in
Je nach verwendeten Elektrodenmaterialien sowie
dem Einsatzzweck des optoelektronischen Bauelementes beispielsweise
in Form einer Solarzelle oder einer Leuchtdiode, weisen die Streifenelektroden
innerhalb eines Streifenelektroden-Paars P einen gegenseitigen Abstand
b zwischen 300 nm und 1,5 μm
auf. Die Erstreckung der Streifenelektroden normal zur Übertrittsebene
Wie im weiteren noch unter Bezugnahme
auf
Mit der erfindungsgemäßen Vielfachanordnung
der stapelförmig
aneinander gereihten Streifenelektroden-Paare P, die bezogen auf
die jeweils eingeschlossene organische Materialschicht
Auch ist es mit dem in
Auch lassen sich durch die erfindungsgemäße stapelförmige Vielfachanordnung
einzelner Streifenelektroden-Paare vollkommen neue Leistungsbereiche
für den
Betrieb von Solarzellen sowie auch für organische Leuchtdioden erschließen. Werden
beispielsweise benachbart angeordnete Streifenelektroden-Paare P
in der in
Überlegungen
sowie auch bereits durchgeführte
Versuche zeigen, dass durch vielfache, stapelförmige Hintereinanderschaltung
von in Reihe geschalteter Streifenelektroden-Paare Betriebsspannungen
erreicht werden, durch die das optoelektronische Bauelement selbst
zerstört
werden würde.
Um derartig hohe Betriebsspannungen zu vermeiden, lassen sich einzelne
oder bestimmte in Reihe geschaltete Gruppen von Streifenelektroden-Paaren parallel
zueinander schalten, wie es schematisch aus der
Im Falle der Betriebsweise des erfindungsgemäß ausgeführten optoelektronischen
Bauelementes als Solarzelle gilt es im einzelnen, die im Wege der
lichtinduzierten Elektron-Loch-Paare innerhalb der organischen,
photoaktiven Materialschicht
Eine alternative Variante zum Einbringen
des organischen Materials in den Zwischenraum eines Streifenelektroden-Paars
sieht das abwechselnde Einbringen p- und n-leitender organischer Materialschichten
im Wege eines gezielten Aufdampfprozesses vor. So ist es möglich, durch
abwechselndes Aufdampfen von p- und
n-leitenden organischen Materialien, die aus der Gruppe der Oligomere
stammen, die Zwischenräume
zwischen zwei Streifenelektroden-Paaren schichtweise abwechselnd
aufzufüllen. Die
einzelnen p- und n-leitenden organischen Materialschichten werden
senkrecht zu den beiden sich gegenüberliegenden Streifenelektroden
jeweils eines Streifenelektroden-Paars abgeschieden. Einen derartigen
schichtförmigen
organischen Materialschichtaufbau ist in
Zur Herstellung der einzelnen n- und p-leitenden organischen Materialschichten dienen zwei, die entsprechenden Schichtmaterialien aufweisende Verdampferquellen, die beide gegenüber der zu bedampfenden Streifenelektrodenanordnung positioniert sind und wechselweise durch eine entsprechende Shutter-Vorrichtung zur selektiven Bedampfung abgedeckt werden.To produce the individual n- and p-conducting organic material layers, two evaporator sources are used, which have the corresponding layer materials, both of which are opposite to the one to be steaming strip electrode arrangement are positioned and alternately covered by a corresponding shutter device for selective vapor deposition.
In gleicher Weise, in der die vorstehenden, vorteilhafte Effekte für eine verbesserte Ladungsträgerbeweglichkeit zur Realisierung einer Solarzellen genutzt werden, können diese auch für die Herstellung und den Betrieb organischer Leuchtdioden in Anwendung gebracht werden.In the same way as the above, advantageous Effects for improved carrier mobility can be used to implement solar cells also for the production and operation of organic light emitting diodes in use to be brought.
So führen auch bei der Herstellung
organischer Leuchtdioden die gezielte Ausrichtung geeigneter asymmetrischer
Moleküle
oder Teilchen, die im fließfähigen organischen
Material enthalten sind und deren durch ein vorgegebenes E-Feld
bestimmte Orientierung und Ausrichtung auch im erstarrten Zusand des
organischen Materials erhalten bleiben, zu vollkommen neuen Eigenschaften
derartiger Leuchtdioden. In
Da die Teilchen
Liegt darüber hinaus die periodische
Wiederkehr benachbart angeordneter Streifenelektroden-Paare in der
Größenordnung
der von den photoaktiven Teilchen emittierten Lichtwellenlänge, so
ist das Emissionsverhalten einer derartig betriebenen Leuchtdiode
durch die Dimensionierung der einzelnen Streifenelektroden-Paare
und deren gegenseitige Beabstandung gezielt beeinflussbar. Hierbei
können
Beugungseffekte an der Übertrittsebene
Im weiteren wird auf das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement im einzelnen eingegangen.Furthermore, the manufacturing process according to the invention is described for the optoelectronic component described above in detail.
Wie bereits erwähnt, gilt es in einem ersten Verfahrensschritt die Streifenelektrodenanordnung herzustellen, bevor organische Materialschichten in die entsprechenden Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Streifenelektroden eingebracht werden. Zur Herstellung der Streifenelektrodenanordnung bedarf es einer gezielten Strukturierung eines Flächensubstrates, das als Grundstruktur vorzugsweise parallel verlaufende Rippenzüge aufweist. Zur Erzeugung eines derartigen linearen Oberflächenrelief-Gitters in Form parallel verlaufender Rippenzüge mit Strukturgrößen typischerweise im Mikrometerbereich, eignen sich photolithografische Verfahren, wie beispielsweise die Interferenzlithografie. Nach entsprechender Musterbildung innerhalb eines belichteten Photoresistes erfolgt zumeist eine galvanische Abformung in eine Nickeloberfläche, die letztlich als Prägewerkzeug zur Replikation der Mikrostruktur in Kunststoffe dient. Zur Herstellung derartig strukturierter Substratoberflächen eignen sich eine Reihe aus dem Stand der Technik bekannte Prozesstechniken, auf die an dieser Stelle im einzelnen nicht eingegangen wird.As already mentioned, it applies in a first process step manufacture the strip electrode assembly before layers of organic material in the corresponding spaces between two adjacent strip electrodes. One is required to produce the strip electrode arrangement targeted structuring of a flat substrate that serves as a basic structure preferably has parallel ribs. For generation of such a linear surface relief grating typically in the form of parallel ribs with structure sizes in the micrometer range, photolithographic processes are suitable, such as interference lithography. After corresponding Pattern formation takes place within an exposed photoresist mostly a galvanic impression in a nickel surface, the ultimately as an embossing tool serves to replicate the microstructure in plastics. For the production A number of such structured substrate surfaces are suitable Process techniques known from the prior art, to which this point is not dealt with in detail.
In den
Durch die hintereinander ausgeführte Schrägbedampfung,
sowohl der linken als auch der rechten Seitenflanken der Erhebungen
Auf diese Weise wird automatisch
eine Reihenschaltung benachbarter Streifenelektroden-Paare geschaffen,
wie sie in der schematisierten Darstellung gemäß
Um den im Wege der vorstehend beschriebenen
Schrägbedampfung
entstehenden Ohm'schen Kontakt
zwischen den Metallabscheidungen auf den Seitenflanken einer Erhebung
am Kappenbereich zu vermeiden, stehen grundsätzlich zwei Maßnahmen zur
Verfügung.
So ist es einerseits möglich,
gemäß
Alternativ verhilft eine Zwischenabscheidung von
elektrisch isolierendem Material
In
In einem weiteren Verfahrensschritt
wird der Elektrodenbereich
Die vorstehenden Verfahrensschritte dienten der Herstellung der Streifenelektrodenstruktur mit entsprechenden Zwischenräumen, die es gilt, mit einem elektrisch leitenden photoaktiven organischen Material zu befüllen.The above process steps were used to produce the strip electrode structure with corresponding Interspaces with an electrically conductive photoactive organic material to fill.
In
An dieser Stelle eröffnen sich
grundsätzlich zwei
alternative weitere Verfahrenspfade. Zum einen ist es möglich, durch
entsprechenden bündigen
Abtrag des organischen Materials sowie des Substrates
- 11
- Elektrisch leitfähiges organisches Materialelectrical conductive organic material
- 22
- Flächenelektrodesurface electrode
- 33
- Optisch transparente ITO-Elektrodeoptical transparent ITO electrode
- 44
- Optisch transparentes Substratoptical transparent substrate
- 55
- Streifenelektrodestrip electrode
- 66
- Nicht elektrische nicht optisch aktive Zwischenschicht, SubstratNot electrical non-optically active intermediate layer, substrate
- 77
- ÜbertrittsebeneCrossing level
- 88th
- Optisch aktive Teilchenoptical active particles
- 99
- Elektrisch isolierende Zwischenschichtelectrical insulating intermediate layer
- PP
- Streifenelektroden-PaareStrip electrode pairs
- 1010
- Teilmaskesubform
- 1111
- Elektrodenbereichelectrode area
- 1212
- Teilmaskesubform
- 1313
- Elektrodenbereichelectrode area
Claims (32)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10231140A DE10231140A1 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Optoelectronic component with electrically conductive organic material and method for producing the component |
EP03763798A EP1563552A1 (en) | 2002-07-10 | 2003-07-10 | Optoelectronic component comprising an electroconductive organic material, and method for producing said component |
PCT/EP2003/007498 WO2004008553A1 (en) | 2002-07-10 | 2003-07-10 | Optoelectronic component comprising an electroconductive organic material, and method for producing said component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10231140A DE10231140A1 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Optoelectronic component with electrically conductive organic material and method for producing the component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10231140A1 true DE10231140A1 (en) | 2004-01-29 |
Family
ID=29796242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10231140A Withdrawn DE10231140A1 (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Optoelectronic component with electrically conductive organic material and method for producing the component |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1563552A1 (en) |
DE (1) | DE10231140A1 (en) |
WO (1) | WO2004008553A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7413997B2 (en) | 2004-07-29 | 2008-08-19 | Konarka Technologies, Inc. | Nanostructured electrode |
DE102008050335A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-29 | Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg | Solar cell e.g. tandem solar cell, has photoactive layers including regions in which mixture of electron donor materials and electron acceptor materials is provided and distinguished by compound portion of donor and acceptor materials |
TWI664741B (en) * | 2017-04-28 | 2019-07-01 | 鴻海精密工業股份有限公司 | Photodetector and method for making the same |
US11417782B2 (en) | 2006-12-05 | 2022-08-16 | ASMAG—Holding GmbH | Layered structure |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102292823B (en) * | 2008-06-09 | 2016-05-25 | Sdsu研究基金会 | The light emitting diode of organic photovoltaic battery and the three-dimensional assembling of band electrod-array |
US20110203656A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Nanoscale High-Aspect-Ratio Metallic Structure and Method of Manufacturing Same |
CN108183118A (en) * | 2017-12-08 | 2018-06-19 | 电子科技大学 | A kind of vertical stratification organic solar batteries and preparation method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19543205A1 (en) * | 1995-11-20 | 1997-05-22 | Bayer Ag | Interlayer in electroluminescent arrangements containing finely divided inorganic particles |
GB2361355A (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-17 | Seiko Epson Corp | Organic light emitting device with light-generating region having opaque electrodes and corrugated surface on active layer |
EP0808244B1 (en) * | 1994-12-13 | 2002-07-03 | The Trustees Of Princeton University | Multicolor organic light emitting devices |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6337492B1 (en) * | 1997-07-11 | 2002-01-08 | Emagin Corporation | Serially-connected organic light emitting diode stack having conductors sandwiching each light emitting layer |
US6278237B1 (en) * | 1997-09-22 | 2001-08-21 | Emagin Corporation | Laterally structured high resolution multicolor organic electroluminescence display device |
JP2001035658A (en) * | 1999-07-19 | 2001-02-09 | Casio Comput Co Ltd | Organic el device |
DE10305163A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-25 | Horst Ahlers | Solar cell assembly employs pair of electrodes with energy-converting materials between them in lateral cell arrangement |
-
2002
- 2002-07-10 DE DE10231140A patent/DE10231140A1/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-07-10 WO PCT/EP2003/007498 patent/WO2004008553A1/en active Application Filing
- 2003-07-10 EP EP03763798A patent/EP1563552A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0808244B1 (en) * | 1994-12-13 | 2002-07-03 | The Trustees Of Princeton University | Multicolor organic light emitting devices |
DE19543205A1 (en) * | 1995-11-20 | 1997-05-22 | Bayer Ag | Interlayer in electroluminescent arrangements containing finely divided inorganic particles |
GB2361355A (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-17 | Seiko Epson Corp | Organic light emitting device with light-generating region having opaque electrodes and corrugated surface on active layer |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Verbeek, M., et al: "Mechanically Grooved High- Eficinecy Silicon Solar Cells with Self-Alligned Metallisation". In: Photovoltaic Specialist Conference, 1996., Conference Record of the Twenty Fifth IEEE, 13-17 May 1996, Pages: 521-524 |
Verbeek, M., et al: "Mechanically Grooved High- Eficinecy Silicon Solar Cells with Self-Alligned Metallisation". In: Photovoltaic Specialist Conference, 1996., Conference Record of the TwentyFifth IEEE, 13-17 May 1996, Pages: 521-524 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7413997B2 (en) | 2004-07-29 | 2008-08-19 | Konarka Technologies, Inc. | Nanostructured electrode |
US11417782B2 (en) | 2006-12-05 | 2022-08-16 | ASMAG—Holding GmbH | Layered structure |
DE102008050335A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-29 | Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg | Solar cell e.g. tandem solar cell, has photoactive layers including regions in which mixture of electron donor materials and electron acceptor materials is provided and distinguished by compound portion of donor and acceptor materials |
DE102008050335B4 (en) * | 2008-10-07 | 2011-08-25 | LEONHARD KURZ Stiftung & Co. KG, 90763 | Multiple solar cell |
TWI664741B (en) * | 2017-04-28 | 2019-07-01 | 鴻海精密工業股份有限公司 | Photodetector and method for making the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004008553A8 (en) | 2005-02-24 |
WO2004008553A1 (en) | 2004-01-22 |
EP1563552A1 (en) | 2005-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007060108B4 (en) | Method for producing a solar cell module | |
EP1990846A2 (en) | Photovoltaic module with organic layers based on polymers | |
WO2008034405A1 (en) | Light-emitting device | |
DE2415187A1 (en) | SEMICONDUCTOR BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
EP3642878B1 (en) | Semiconductor display | |
DE102011101585B4 (en) | Process for the production of light-emitting diodes or photovoltaic elements | |
WO2013053508A1 (en) | Organic light‑emitting diode | |
WO2015189406A1 (en) | Opto-electronic semiconductor chip | |
DE10231140A1 (en) | Optoelectronic component with electrically conductive organic material and method for producing the component | |
DE102009044610A1 (en) | solar cell module | |
EP3900051B1 (en) | Circuit configuration for power generation comprising series-connected solar cells having bypass diodes | |
DE102007063617B4 (en) | Method for repairing an electroluminescent organic semiconductor element | |
DE4201571C2 (en) | Method for producing a solar cell that is partially transparent to light and a corresponding solar module | |
DE102008031531A1 (en) | Organic radiation-emitting element i.e. organic LED, has substrate comprising main surface that has topographic surface texture, and layer sequence comprising layer with two surfaces that are arranged succeed to topographic surface texture | |
DE102013113486B4 (en) | Organic light emitting device | |
DE112015001312B4 (en) | Organic radiation-emitting device and method | |
DE102015114135A1 (en) | Photovoltaic device and method for producing a photovoltaic device | |
DE10162914A1 (en) | Light-emitting semiconductor component | |
DE102013110024B9 (en) | Radiation-emitting component with an organic layer stack | |
DE102008015697A1 (en) | Structured opto-electronic element e.g. bottom emitter, producing method for organic LED, involves structuring layer from charge carrier injection layers, and radiation-emitting layer by irradiating layer with electromagnetic radiation | |
DE102014112204A1 (en) | Optoelectronic device | |
DE102018008439A1 (en) | Series connection and method for series connection between a first and an adjacent second electrical component | |
DE102023106511A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip with reflective layer system | |
WO2023156205A1 (en) | Display unit, display device, and method for producing a display unit | |
EP2912707A1 (en) | Lighting module with optimised contacting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150203 |