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WO2014006566A1 - Electrode arrangement for optoelectronic components - Google Patents

Electrode arrangement for optoelectronic components Download PDF

Info

Publication number
WO2014006566A1
WO2014006566A1 PCT/IB2013/055426 IB2013055426W WO2014006566A1 WO 2014006566 A1 WO2014006566 A1 WO 2014006566A1 IB 2013055426 W IB2013055426 W IB 2013055426W WO 2014006566 A1 WO2014006566 A1 WO 2014006566A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
optoelectronic component
component according
transport layer
further embodiment
Prior art date
Application number
PCT/IB2013/055426
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Uhrich
Toni MÜLLER
Rico Meerheim
Original Assignee
Heliatek Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heliatek Gmbh filed Critical Heliatek Gmbh
Publication of WO2014006566A1 publication Critical patent/WO2014006566A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/20Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/81Electrodes
    • H10K30/82Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/40Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a p-i-n structure, e.g. having a perovskite absorber between p-type and n-type charge transport layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50Photovoltaic [PV] devices
    • H10K30/57Photovoltaic [PV] devices comprising multiple junctions, e.g. tandem PV cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/20Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/211Fullerenes, e.g. C60
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Definitions

  • Electrode Arrangement for Optoelectronic Components The invention relates to a transparent electrode for optoelectronic components.
  • Optoelectronic components such as solar cells or LEDs, TFTs, etc. are now widely used in everyday and industrial environments. Of particular interest in this case are those components which, due to their configuration, allow an arrangement on curved curved surfaces.
  • thin-film solar cells which have a flexible configuration and thus allow an arrangement on curved surfaces.
  • Solar cells preferably have active layers of amorphous silicon (-Si) or CIGS (Cu (In, Ga) (S, Se) 2 ).
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • solar cells with organic active layers which are flexible
  • the organic active layers can be composed of polymers (eg US7825326 B2) or small molecules (eg EP 2385556 A1). While polymers are characterized by the fact that they are not volatile and therefore only applied from solutions can, small molecules are vaporizable.
  • a solar cell converts light energy into electrical energy.
  • the term photoactive also refers to the conversion of light energy into electrical energy. in the
  • solar cells In contrast to inorganic solar cells, solar cells do not directly generate free charge carriers by light, but excitons are first formed, ie electrically neutral excitation states (bound electron-hole pairs). Only in a second step, these excitons are separated into free charge carriers, which then contribute to the electric current flow.
  • n or p denotes an n- or p-type doping, which leads to an increase in the density of free electrons or holes in the thermal equilibrium state.
  • the n-type layer (s) or p-type layer (s) are at least partially nominally undoped and only due to the material properties (e.g.
  • Ambient atmosphere preferably n-conductive or preferably p-conductive properties.
  • such layers are primarily to be understood as transport layers.
  • the term i-layer designates a nominally undoped layer (intrinsic layer).
  • One or more i-layers may in this case be layers of a material as well as a mixture of two materials (so-called interpenetrating networks or bulk heterojunction, M. Hiramoto et al., Mol., Cryst., Liq., Cryst., 2006, 444). pp. 33-40).
  • the light incident through the transparent base contact generates excitons (bound electron-hole pairs) in the i-layer or in the n- / p-layer.
  • the separating interface may be between the p (n) layer and the i-layer or between two i-layers.
  • the electrons are now transported to the n-area and the holes to the p-area.
  • the transport layers are transparent or
  • Thin films certainly fulfill this criterion.
  • the use of monocrystalline organic materials is not possible and the production of multiple layers with sufficient Structural perfection is still very difficult.
  • the task of absorbing light either takes on only one of the components or both.
  • the advantage of mixed layers is that the generated excitons only travel a very short distance until they reach a domain boundary where they are separated.
  • the doped layers are used as injection layers at the interface to the contact materials in
  • Tandemsolarzellen Hiramoto, Chem. Lett., 1990, 327 (1990).
  • the tandem cell of Hiramoto et al. There is a 2nm thick gold layer between the two single cells. The task of this gold layer is for a good electrical connection between the two single cells to ensure: the gold layer causes an efficient
  • the gold layer absorbs like any thin layer
  • the gold layer should be as thin as possible, or in the best case completely eliminated.
  • Organic pin tandem cells are also known from the literature (DE 102004014046): The structure of such a tandem cell consists of two single-pin cells, the layer sequence "pin” being the sequence of a p-doped one
  • doped layer systems are preferably made
  • Materials / layers and they may also be partially or wholly undoped or location-dependent different doping concentrations or over a
  • Transport layer in the border region to the active layers or in tandem or multiple cells in the border region to the adjacent pin or nip-Teilzelle, i. in the recombination zone are possible. Also any
  • tandem cell may also be a so-called inverted structure (e.g., nip tandem cell)
  • Tandem cell implementation forms with the term pin tandem cells called.
  • An advantage of such a pin tandem cell is that the use of doped transport layers makes a very simple and simple process
  • the tandem cell has e.g. a pin-pin structure on (or also possible, for example, nipnip).
  • nipnip At the interface between the two pin sub-cells are each an n-doped layer and a p-doped layer, which form a pn system (or np system).
  • the object is achieved by a device according to the
  • an optoelectronic component a substrate which comprises a first and a second electrode, wherein the first electrode is arranged on the substrate and the second electrode a
  • At least one photoactive layer system is arranged between these electrodes, wherein between the counter electrode and the photoactive layer system at least one transport layer is arranged, characterized in that between the
  • Hole transport layer an electron transport layer is arranged.
  • photoactive layer system a donor-acceptor system with organic materials.
  • Electron transport layer at least one organic compound
  • the electron transport layer contains at least one fullerene.
  • the electron transport layer contains an inorganic material.
  • the electron transport layer has an n-type doping.
  • the counter electrode contains at least one layer which is arranged in the direction of the electron transport layer and comprises at least one metal.
  • the at least one layer of the counter electrode which in
  • Direction of the electron transport layer is arranged Ag, Au, Pt, Cr, Ti, Al, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf or alloys of at least one of the aforementioned elements.
  • the at least one layer of the counter electrode which in
  • Direction of the electron transport layer is disposed, a mixed layer, Ag, Au, Pt, Cr, Ti, Al, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf or alloys and an alkali or alkaline earth metal, a metal oxide or an organic one
  • the at least one layer of the counter electrode which in
  • Direction of the electron transport layer is arranged, a mixed layer Ag and Ca.
  • Electron transport layer arranged.
  • Electron transport layer arranged, wherein the
  • Interlayer an alkali or alkaline earth metal, a
  • Metal oxide or an organic material comprises.
  • Electron transport layer arranged, wherein the
  • Electron transport layer arranged, wherein the
  • Interlayer a layer thickness of 0.5nm to 5nm.
  • Another embodiment of the invention is the Hole transport layer formed of an organic or inorganic material, wherein the
  • Hole transport layer is undoped or p-doped.
  • the optoelectronic component is an organic solar cell.
  • the component has the following structure:
  • the device has the following structure:
  • Electrode / (n-doped) electron transport layer / donor-acceptor system / (p-doped) hole transport layer / (n-doped) electron transport layer / counter electrode Suitable materials for the electrode are selected from a group consisting of: ITO; Metal nanowire;
  • Metal layer thin, transparent metal layer
  • Suitable donor materials are, for example:
  • Phthalocanine (ZnPc, CuPc, etc.); naphthalocyanine; Sub-naphthalocyanine; ADA oligothiophene; oligothiophene; DA-oligothiophene; Merocyanine.
  • Suitable acceptor materials include:
  • Fullerene derivative (C60; C70; PCBMC60; PCBMC70; ...), perylene derivative (PTCDA; MePTCDI; etc.); NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride); PTCDA; NDCA; BPDCA
  • the donor-acceptor system is a combination Donor and acceptor in the form of successive
  • Suitable materials of the electron transport layer are, for example: fullerene derivative (C 6 o, C 10 , PCBMC 6 o, PCBMC70, etc.), perylene derivative (PTCDA, MePTCDI, etc.) and / or mixed layers. );
  • NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride
  • Suitable materials of the hole transport layer are, for example:
  • Suitable p-dopants are, for example: F4-TCNQ;
  • fluorinated fullerene F36C60; F48C60.
  • the component consists of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures, in which a plurality of independent combinations comprising at least one i Layer are stacked on top of each other.
  • the substrate is made transparent.
  • the substrate is made flexible. Under a flexible substrate is in the sense of
  • a substrate understood which is a deformability due to external force
  • Flexible substrates are, for example, films or metal strips.
  • the electrode which is arranged on the substrate is made opaque.
  • the electrode is arranged on the substrate
  • the electrode which is arranged on the substrate comprises a
  • Metal Metal, metal alloy, metal oxide, metal grid, metal-metal oxide layer system, metal particles, metal nanowires, graphene or an organic semiconductor.
  • the active layer comprises at least one mixed layer having at least two main materials which form a photoactive donor-acceptor system.
  • At least one main material is an organic material.
  • the organic material is small molecules.
  • small molecules is understood to mean monomers which evaporate and thus on the
  • Substrate can be deposited.
  • the organic material is at least partially polymers.
  • At least one of the active mixed layers comprises as acceptor a material from the group of fullerenes or
  • At least one of the electrode and the counterelectrode is provided
  • Transport layer arranged.
  • a doped, partially doped or undoped one is present between the counterelectrode and the photoactive layer system
  • Transport layer is arranged.
  • the component is at least somewhat
  • the device is colored in the human eye
  • the optoelectronic component is an organic solar cell.
  • Optoelectronic component an organic light emitting diode.
  • the component is a pin single, pin tandem cell, pin multiple cell, nip single cell, nip tandem cell or nip multiple cell.
  • the component consists of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures, in which a plurality of independent combinations comprising at least one i Layer are stacked on top of each other.
  • the invention also provides an electrode device comprising a layer system comprising at least one first
  • the invention also relates to the use of an electrode device in an optoelectronic component.
  • the optoelectronic component has more than one photoactive layer between the electrode and the counterelectrode.
  • the active layers of the component absorb as much light as possible.
  • the spectral range in which the component absorbs light designed as wide as possible.
  • the active layer system of the optoelectronic component consists of at least two mixed layers, which are direct
  • Each mixed layer consists of at least two main materials which form a photoactive donor-acceptor system.
  • the donor-acceptor system is characterized in that, at least for the photoexcitation of the donor component, the excitons formed at the interface to the acceptor are preferably separated into a hole on the donor and an electron on the acceptor.
  • Main material refers to a material ⁇ its volume or mass fraction in the layer is greater than 16%.
  • the component contains three or four different absorber materials, so that it can cover a spectral range of approximately 600 nm or approximately 800 nm.
  • Double mixed layer can also be used to achieve significantly higher photocurrents for a given spectral range by mixing materials that preferentially absorb in the same spectral range. This can then be used in the following to adjust the current in a tandem solar cell or multiple solar cell
  • the Mixed layers preferably from two main materials.
  • the optoelectronic component is designed as a tandem cell and it consists by the use of double or
  • the individual materials may be positioned in different maxima of the light distribution of the characteristic wavelengths which this material absorbs. For example, a material in a mixed layer in the second.
  • the optoelectronic component in particular an organic solar cell, consists of an electrode and a counterelectrode and, between the electrodes, at least two organic active mixed layers, the mixed layers each being in the
  • the two main materials consist essentially of two materials and the two main materials each form a mixed layer donor acceptor system and the two mixed layers directly adjacent to each other and at least one of the two main materials of a mixed layer another
  • Organic material is considered the two main materials of another mixed layer.
  • several or all of the main materials of the mixed layers are different from one another.
  • one or more of the further organic layers are doped wide-gap layers, the maximum of the absorption being ⁇ 450 nm.
  • at least two main materials of the mixed layers are doped wide-gap layers, the maximum of the absorption being ⁇ 450 nm.
  • the main materials of the mixed layers have different optical absorption spectra, which complement each other to cover the widest possible spectral range.
  • the absorption region extends at least one of
  • the absorption region extends at least one of
  • the HOMO and LUMO levels of the main materials are adjusted so that the system allows for maximum open circuit voltage, maximum short circuit current, and maximum fill factor.
  • at least one of the photoactive mixed layers contains as acceptor a material from the group of fullerenes or
  • Fullerene derivatives (eo, C 7 o, etc.).
  • all photoactive compound layers contain as an acceptor a material from the group of fullerenes or fullerene derivatives (C6o, C 7 o, etc.).
  • At least one of the photoactive mixed layers contains as donor a material from the class of phthalocyanines,
  • At least one of the photoactive mixed layers contains as acceptor the material fullerene and as donor the material 4P-TPD.
  • the electrode consists of metal, a conductive oxide, in particular ITO, ZnO: Al or other TCOs or a conductive
  • Polymer in particular PEDOT: PSS or PA I.
  • polymer solar cells which comprise two or more photoactive mixed layers are also included, the mixed layers being directly adjacent to one another.
  • the materials are applied from solution and thus a further applied layer very easily causes the underlying layers to be dissolved, dissolved or changed in their morphology.
  • polymer solar cells therefore, only a very limited multiple mixed layers can be produced and only by the fact that different material and solvent systems are used, which in the production of each other hardly or hardly
  • Multiple mixed layer structure can be used very widely and can be realized with any combination of materials.
  • electron-conducting layer (n-layer) and the electrode located on the substrate is still a p-doped layer, so that it is a pnip or pni structure, wherein preferably the doping is chosen so high that the direct pn Contact has no blocking effect, but it comes to low-loss recombination, preferably through a tunneling process.
  • a p-doped layer may be present in the device between the active layer and the electrode located on the substrate, so that it is a pip or pi structure, wherein the additional p-doped layer a Fermi level, which is at most 0.4 eV, but preferably less than 0.3 eV below the electron transport level of the i-layer, so that it is too low-loss
  • Electron extraction can come from the i-layer in this p-layer.
  • an n-layer system is still present between the p-doped layer and the counterelectrode, so that it is a nipn or ipn structure, wherein preferably the doping is chosen to be so high that the direct pn Contact none
  • Recombination preferably by a tunneling process.
  • the photoactive layer and the counterelectrode so that it is a nin- or in-structure, wherein the additional n-doped layer has a Fermiislage which is not more than 0.4 eV, but preferably less than 0.3 eV above the Lochertransportnivaus the i-layer is located, so that there may be lossy hole extraction from the i-layer in this n-layer.
  • Component is that the device contains an n-layer system and / or a p-layer system, so that it is a pnipn, pnin, pipn or pin structure, which are characterized in all cases in that - regardless of Conduction type - the layer adjacent to the photoactive i-layer on the substrate side has a lower thermal work function than that of the substrate
  • a plurality of conversion contacts are connected in series, so that e.g. is an npnipn, pnipnp, npnipnp, pnpnipnpn or pnpnpnipnpnpn structure.
  • these are designed as organic tandem solar cell or multiple solar cell. So it may be at the
  • Component to a tandem cell of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures act in which several independent combinations containing at least one i-layer, one above the other are stacked (cross combinations).
  • this is a pnipnipn tandem cell
  • the acceptor material is at least partially in the mixed layer
  • the donor material in the blend layer is at least partially in crystalline form.
  • both are
  • the acceptor material has an absorption maximum in the wavelength range> 450 nm.
  • another embodiment has the donor Material over an absorption maximum in the wavelength range> 450nm.
  • the active contains
  • the n-material system consists of one or more layers.
  • the p-material system consists of one or more layers. In another embodiment, the n-material system consists of one or more layers.
  • Material system one or more doped wide-gap
  • Material system one or more doped wide-gap
  • the component between the first electron-conducting layer (n-layer) and the electrode located on the substrate contains a p-doped layer, so that it is a pnip or pni structure.
  • the device between the photoactive i-layer and the electrode located on the substrate contains a p-doped layer, so that it is a pip or pi structure, wherein the
  • the additional p-doped layer has a Fermi level position which is at most 0.4 eV, but preferably less than 0.3 eV, below the electron transport level of the i-layer.
  • the component contains an n-layer system between the p-doped layer and the counterelectrode, so that it is a nipn or ipn structure.
  • the component contains an n-layer system between the photoactive i-layer and the counterelectrode, so that it is a n or in ⁇ structure, wherein the additional n-doped layer has a Fermicertainlage which is at most 0, 4eV, but preferably less than 0.3eV is above the hole transport level of the i-layer.
  • the component contains an n-layer system and / or a p-layer system, so that it is a pnipn, pnin, pipn or p-i-n structure.
  • the additional p-material system and / or the additional n-material system contains one or more doped wide-gap layers.
  • the component contains further n-layer systems and / or p-layer systems, such as e.g. is an npnipn, pnipnp, npnipnp, pnpnipnpn, or pnpnpnipnpnpn structure.
  • one or more of the further p-material systems and / or the further n-material systems contains one or more doped wide-gap
  • the device is a tandem cell of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures.
  • the organic materials at least partially to polymers, but at least one photoactive i-layer is formed of small molecules.
  • the p-type material system contains a TPD derivative (triphenylamine dimer), a spiro compound such as spiropyrane, spiroxazine, MeO-TPD ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetrakis (4-methoxyphenyl) - benzidine), di-NPB ( ⁇ , ⁇ '-di (1-naphthyl) -N, N'-diphenyl- (1, 1'-biphenyl) 4, 4'-diamines), MTDATA (4, 4 ', 4 "-tris ( N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine), TNATA
  • TPD derivative triphenylamine dimer
  • MeO-TPD ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetrakis (4-methoxyphenyl) - benzidine
  • di-NPB ⁇ , ⁇ '-di (1-
  • Material system fullerenes such as ⁇ , C70; NTCDA (1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride), NTCDI (naphthalenetetracarboxylic diimide) or PTCDI (perylene-3,4,9,10-bis (dicarboximide)
  • NTCDA 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride
  • NTCDI naphthalenetetracarboxylic diimide
  • PTCDI perylene-3,4,9,10-bis (dicarboximide
  • the n- Material system an n-dopant
  • said n-dopant is a TTF derivative (tetrathiafulvalene derivative) or DTT derivative (dithienothiophene), an n-dopant as described in DE10338406,
  • the organic materials used have a low melting point, preferably ⁇ 100 ° C, on.
  • the organic materials used have a low
  • Glass transition temperature preferably ⁇ 150 ° C, on.
  • the optical path of the incident light in the active system is increased.
  • the component is designed as an organic pin solar cell or organic pin tandem solar cell.
  • a tandem solar cell while a solar cell is referred to, which consists of a vertical stack of two series-connected solar cells.
  • the light trap is realized in that the component is constructed on a periodically microstructured substrate and the homogeneous function of the component, ie a short-circuit-free
  • Ultrathin components have an increased risk of forming local short circuits on structured substrates, such that ultimately the functionality of the entire component is jeopardized by such obvious inhomogeneity. This risk of short circuit is caused by the
  • the light trap is realized in that the component is constructed on a periodically microstructured substrate and the homogeneous function of the component whose
  • Short-circuit-free contacting and a homogeneous distribution of the electric field over the entire surface is ensured by the use of a doped wide-gap layer. It is particularly advantageous that the light the
  • pyramid-like structures on the surface having heights and widths in the range of one to several hundred micrometers, respectively. Height and width can be chosen the same or different. Likewise, the pyramids can be constructed symmetrically or asymmetrically. In a further embodiment of the invention, the
  • Light trap realized by a doped wide-gap layer has a smooth interface with the i-layer and a rough interface to the reflective contact.
  • interface can be defined by a periodic
  • Microstructuring can be achieved. Particularly advantageous is the rough interface when it reflects the light diffused, resulting in an extension of the light path within the photoactive layer.
  • the light trap is realized in that the component is built up on a periodically microstructured substrate and a
  • doped wide-gap layer a smooth interface with the i-layer and a rough interface to the reflective
  • the overall structure of the optoelectronic component is provided with transparent base and cover contact.
  • Solar cells can be applied to flexible substrates such as films, textiles, etc.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second
  • FIG. 3 shows the current-voltage curve of a component with a counter electrode according to the invention in comparison to an identical component with a non-inventive counter electrode and in
  • Dashed line indicates the dark curve and the solid line indicates the current-voltage curve under illumination.
  • an optoelectronic component 1 such as a solar cell, is shown in FIG.
  • the optoelectronic component 1 is arranged on a substrate 2 and comprises a first and a second electrode 3, 4, the first electrode 3, for example ITO, being arranged on the substrate 2 and the second electrode 4 being a counter electrode
  • Electrodes 3, 4, at least one photoactive layer system 5 is arranged.
  • the photoactive layer system 5 comprises, for example, at least one donor-acceptor system with organic materials, such as ZnPc: C6o- Furthermore, between the counter electrode 4 and the photoactive
  • Layer system 5 at least one transport layer 6 is arranged.
  • MeO-TPD F4TCNQ.
  • Transport layer 6 an electron transport layer. 7
  • Electrode 3 which is made for example of a nanowire wire mesh and the photoactive layer 5, which comprises about C60: ZnPc, a
  • Electron transport layer 8 is arranged.
  • Electron-transport layer 8 comprises, for example, C60: AOB.
  • a sample is placed on glass once according to the invention with an ETL between the
  • the layer structure corresponds to a pnip single cell on a substrate with ITO electrode, im
  • Substrate Glass electrode: ITO - p-doped
  • Hole transport layer - 3a n-doped
  • Electron transport layer - counter electrode Ag.
  • FIG. 3 shows the current-voltage curve of the two samples 3a (solid line) and 3b (dashed line), which clearly show that device 3a according to the invention shows significantly higher performance and efficiency than
  • Substrate Glass electrode: ITO - p-doped
  • Transport layer - absorber mixture layer 1: 1 acceptor / donor - p-doped hole transport layer - n-doped
  • Electron transport layer n-C60 - Interlayer: Ca - Counterelectrode: 1: 1 Ag / Ca - organic coupling layer.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to an optoelectronic component on a substrate (2), said component comprising a first (3) and a second (4) electrode, the first electrode being located on the substrate and the second electrode forming a counter-electrode. At least one photo-active layer system (5) is located between said electrodes, the layer system comprising at least one donor-acceptor system having organic materials.

Description

Elektrodenanordnung für optoelektronische Bauelemente Die Erfindung betrifft eine transparente Elektrode für optoelektronische Bauelemente.  Electrode Arrangement for Optoelectronic Components The invention relates to a transparent electrode for optoelectronic components.
Optoelektronische Bauelemente, wie etwa Solarzellen oder LED's, TFT's, etc. finden heute eine breite Anwendung im alltäglichen sowie industriellen Umfeld. Von besonderem Interesse sind dabei solche Bauelemente, welche aufgrund ihrer Ausgestaltung eine Anordnung auf gekrümmten der gewölbten Oberflächen erlauben. Optoelectronic components, such as solar cells or LEDs, TFTs, etc. are now widely used in everyday and industrial environments. Of particular interest in this case are those components which, due to their configuration, allow an arrangement on curved curved surfaces.
So sind beispielsweise Dünnschicht-Solarzellen bekannt, welche eine flexible Ausgestaltung aufweisen und damit eine Anordnung auf gekrümmten Oberflächen erlauben. Solche Thus, for example, thin-film solar cells are known, which have a flexible configuration and thus allow an arrangement on curved surfaces. Such
Solarzellen weisen dabei bevorzugt aktive Schichten aus amorphen Silicium ( -Si) oder CIGS (Cu(In,Ga) (S,Se)2) auf. Solar cells preferably have active layers of amorphous silicon (-Si) or CIGS (Cu (In, Ga) (S, Se) 2 ).
Nachteilig bei diesen Dünnschicht-Solarzellen sind die vor allem durch die Materialien bedingten hohen The disadvantage of these thin-film solar cells, which are mainly due to the materials high
Produktionskosten. Production costs.
Bekannt sind ebenfalls organische Leuchtdioden (OLED's), welche aufgrund der nicht benötigten Hintergrundbeleuchtung sehr dünn und damit auch flexibel ausgestaltet werden können . Weiterhin bekannt sind auch Solarzellen mit organischen aktiven Schichten, welche flexibel ausgestaltet sind Also known are organic light emitting diodes (OLEDs), which can be made very thin and therefore flexible due to the unnecessary backlight. Also known are solar cells with organic active layers, which are flexible
(Konarka - Power Plastic Series) . Die organischen aktiven Schichten können dabei aus Polymeren (z.B. US7825326 B2) oder kleinen Molekülen (z.B. EP 2385556 AI) aufgebaut sein. Während Polymere sich dadurch auszeichnen, dass diese nicht verdampfbar und daher nur aus Lösungen aufgebracht werden können, sind kleine Moleküle verdampfbar. (Konarka - Power Plastic Series). The organic active layers can be composed of polymers (eg US7825326 B2) or small molecules (eg EP 2385556 A1). While polymers are characterized by the fact that they are not volatile and therefore only applied from solutions can, small molecules are vaporizable.
Der Vorteil solcher Bauelemente auf organischer Basis gegenüber den konventionellen Bauelementen auf anorganischer Basis (Halbleiter wie Silizium, Galliumarsenid) sind die teilweise extrem hohen optischen AbsorptionskoeffizientenThe advantage of such organic-based devices over conventional inorganic-based devices (semiconductors such as silicon, gallium arsenide) is the sometimes extremely high optical absorption coefficients
(bis zu 2xl05 cm-1) , so dass sich die Möglichkeit bietet, mit geringem Material- und Energieaufwand sehr dünne Solarzellen herzustellen. Weitere technologische Aspekte sind die niedrigen Kosten, die Möglichkeit, flexible großflächige Bauteile auf Plastikfolien herzustellen, und die nahezu unbegrenzten Variationsmöglichkeiten und die unbegrenzte Verfügbarkeit der organischen Chemie. (Up to 2xl0 5 cm -1 ), so that offers the opportunity to produce very thin solar cells with low material and energy consumption. Further technological aspects are the low cost, the possibility of producing flexible large-area components on plastic films, and the almost unlimited possibilities of variation and the unlimited availability of organic chemistry.
Eine Solarzelle wandelt Lichtenergie in elektrische Energie um. Der Begriff photoaktiv bezeichnet hierbei ebenfalls die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Im A solar cell converts light energy into electrical energy. The term photoactive also refers to the conversion of light energy into electrical energy. in the
Gegensatz zu anorganische Solarzellen werden bei organischen Solarzellen durch das Licht nicht direkt freie Ladungsträger erzeugt, sondern es bilden sich zunächst Exzitonen, also elektrisch neutrale Anregungszustände (gebundene Elektron- Loch-Paare) . Erst in einem zweiten Schritt werden diese Exzitonen in freie Ladungsträger getrennt, die dann zum elektrischen Stromfluss beitragen.  In contrast to inorganic solar cells, solar cells do not directly generate free charge carriers by light, but excitons are first formed, ie electrically neutral excitation states (bound electron-hole pairs). Only in a second step, these excitons are separated into free charge carriers, which then contribute to the electric current flow.
Eine in der Literatur bereits vorgeschlagene One already suggested in the literature
Realisierungsmöglichkeit einer organischen Solarzelle besteht in einer pin -Diode [Martin Pfeiffer, „Controlled doping of organic vacuum deposited dye layers: basics and applications" , PhD thesis TU-Dresden, 1999.] mit folgendem Schichtaufbau : Possible realization of an organic solar cell is a pin diode [Martin Pfeiffer, "Controlled doping of organic vacuum deposited dye layers: basics and applications", PhD thesis TU-Dresden, 1999.] with the following layer structure:
0. Träger, Substrat, 1. Grundkontakt, meist transparent, 2. p- Schicht (en) , 0. carrier, substrate, 1st ground contact, mostly transparent, 2nd p-layer (s),
3. i- Schicht (en) , 3rd i-layer (s),
4. n- Schicht (en) , 4th n-layer (s),
5. Deckkontakt. Hierbei bedeutet n bzw. p eine n- bzw. p-Dotierung, die zu einer Erhöhung der Dichte freier Elektronen bzw. Löcher im thermischen Gleichgewichtszustand führt. Es ist allerdings auch möglich, dass die n-Schicht (en) bzw. p-Schicht (en) zumindest teilweise nominell undotiert sind und nur aufgrund der Materialeigenschaften (z.B. unterschiedliche 5. Deck contact. Here, n or p denotes an n- or p-type doping, which leads to an increase in the density of free electrons or holes in the thermal equilibrium state. However, it is also possible that the n-type layer (s) or p-type layer (s) are at least partially nominally undoped and only due to the material properties (e.g.
Beweglichkeiten) , aufgrund unbekannter Verunreinigungen (z.B. verbliebene Reste aus der Synthese, Zerfalls- oder Reaktionsprodukte während der Schichtherstellung) oder aufgrund von Einflüssen der Umgebung (z.B. angrenzende  Mobilities), due to unknown impurities (e.g., residuals from the synthesis, disintegration or reaction products during film formation), or environmental influences (e.g., adjacent ones)
Schichten, Eindiffusion von Metallen oder anderen Layers, diffusion of metals or others
organischen Materialien, Gasdotierung aus der organic materials, gas doping from the
Umgebungsatmosphäre) bevorzugt n-leitende bzw. bevorzugt p- leitende Eigenschaften besitzen. In diesem Sinne sind derartigen Schichten primär als Transportschichten zu verstehen. Die Bezeichnung i-Schicht bezeichnet demgegenüber eine nominell undotierte Schicht (intrinsische Schicht) . Eine oder mehrere i-Schichten können hierbei Schichten sowohl aus einem Material, als auch eine Mischung aus zwei Materialien (sogenannte interpenetrierende Netzwerke bzw. bulk-heterojunction; M. Hiramoto et al . Mol. Cryst. Liq. Cryst., 2006, 444, pp . 33-40) bestehen. Das durch den transparenten Grundkontakt einfallende Licht erzeugt in der i-Schicht bzw. in der n-/p-Schicht Exzitonen (gebundene Elektron-Loch-Paare) . Diese Exzitonen können nur durch sehr hohe elektrische Felder oder an geeigneten Grenzflächen getrennt werden. In Organische Solarzellen stehen ausreichend hohe Felder nicht zur Verfügung, so dass alle Erfolg versprechenden Konzepte für organische Solarzellen auf der Exzitonentrennung an photoaktiven Grenzflächen beruhen. Die Exzitonen gelangen durch Diffusion an eine derartige aktive Grenzfläche, wo Elektronen und Löcher voneinander getrennt werden. Das Material, welches die Ambient atmosphere) preferably n-conductive or preferably p-conductive properties. In this sense, such layers are primarily to be understood as transport layers. In contrast, the term i-layer designates a nominally undoped layer (intrinsic layer). One or more i-layers may in this case be layers of a material as well as a mixture of two materials (so-called interpenetrating networks or bulk heterojunction, M. Hiramoto et al., Mol., Cryst., Liq., Cryst., 2006, 444). pp. 33-40). The light incident through the transparent base contact generates excitons (bound electron-hole pairs) in the i-layer or in the n- / p-layer. These excitons can only be separated by very high electric fields or at suitable interfaces. Stand in Organic Solar Cells sufficiently high fields are not available, so that all promising concepts for organic solar cells based on the exciton separation at photoactive interfaces. The excitons pass through diffusion to such an active interface, where electrons and holes are separated. The material which the
Elektronen aufnimmt, wird dabei als Akzeptor, und das Picking up electrons is doing as acceptor, and that
Material, welches das Loch aufnimmt, als Donator (oder Material that receives the hole as a donor (or
Donor) bezeichnet. Die trennende Grenzfläche kann zwischen der p- (n-) Schicht und der i-Schicht bzw. zwischen zwei i- Schichten liegen. Im eingebauten elektrischen Feld der Donor). The separating interface may be between the p (n) layer and the i-layer or between two i-layers. In the built-in electric field of
Solarzelle werden die Elektronen nun zum n-Gebiet und die Löcher zum p-Gebiet abtransportiert. Vorzugsweise handelt es sich bei den Transportschichten um transparente oder Solar cell, the electrons are now transported to the n-area and the holes to the p-area. Preferably, the transport layers are transparent or
weitgehend transparente Materialien mit großer Bandlückelargely transparent materials with a large band gap
(wide-gap) wie sie z.B. in WO 2004083958 beschrieben sind. Als wide-gap Materialien werden hierbei Materialien (wide-gap) as described e.g. in WO 2004083958 are described. As wide-gap materials here are materials
bezeichnet, deren Absorptionsmaximum im Wellenlängenbereich <450nm liegt, vorzugsweise bei <400nm. Da durch das Licht immer erst Exzitonen erzeugt werden und noch keine freien Ladungsträger, spielt die denotes the absorption maximum in the wavelength range <450 nm, preferably at <400 nm. Since the excitons are always generated by the light and still no free charge carriers, the plays
rekombinationsarme Diffusion von Exzitonen an die aktive Grenzfläche eine kritische Rolle bei Organische Solarzellen. Um einen Beitrag zum Photostrom zu leisten, muss daher in einer guten organischen Solarzelle die Low-recombination diffusion of excitons to the active interface plays a critical role in organic solar cells. To make a contribution to the photocurrent, must therefore in a good organic solar cell the
Exzitonendiffusionslänge die typische Eindringtiefe des Lichts deutlich übersteigen, damit der überwiegende Teil des Lichts genutzt werden kann. Strukturell und bezüglich der chemischen Reinheit perfekte organische Kristalle oder  Excess diffusion length significantly exceed the typical penetration depth of the light, so that the majority of the light can be used. Structurally and in terms of chemical purity, perfect organic crystals or
Dünnschichten erfüllen durchaus dieses Kriterium. Für großflächige Anwendungen ist allerdings die Verwendung von monokristallinen organischen Materialien nicht möglich und die Herstellung von Mehrfachschichten mit ausreichender struktureller Perfektion ist bis jetzt noch sehr schwierig. Thin films certainly fulfill this criterion. For large-area applications, however, the use of monocrystalline organic materials is not possible and the production of multiple layers with sufficient Structural perfection is still very difficult.
Falls es sich bei der i-Schicht um eine Mischschicht handelt, so übernimmt die Aufgabe der Lichtabsorption entweder nur eine der Komponenten oder auch beide. Der Vorteil von Mischschichten ist, dass die erzeugten Exzitonen nur einen sehr kurzen Weg zurücklegen müssen bis sie an eine Domänengrenze gelangen, wo sie getrennt werden. Der If the i-layer is a mixed layer, the task of absorbing light either takes on only one of the components or both. The advantage of mixed layers is that the generated excitons only travel a very short distance until they reach a domain boundary where they are separated. Of the
Abtransport der Elektronen bzw. Löcher erfolgt getrennt in den jeweiligen Materialien. Da in der Mischschicht die Removal of the electrons or holes is carried out separately in the respective materials. Because in the mixed layer the
Materialien überall miteinander im Kontakt sind, ist bei diesem Konzept entscheidend, dass die getrennten Ladungen eine lange Lebensdauer auf dem jeweiligen Material besitzen und von jedem Ort aus geschlossene Perkolationspfade für beide Ladungsträgersorten zum jeweiligen Kontakt hin Materials are in contact with each other everywhere, it is crucial in this concept that the separate charges have a long life on the respective material and from each location closed percolation paths for both types of charge to the respective contact
vorhanden sind. available.
Aus der US 5,093,698 ist die Dotierung organischer From US 5,093,698 the doping is organic
Materialien bekannt. Durch Beimischung einer akzeptorartigen bzw. donatorartigen Dotiersubstanz wird die Materials known. By admixture of an acceptor-like or donator-like dopant, the
Gleichgewichtsladungsträgerkonzentration in der Schicht erhöht und die Leitfähigkeit gesteigert. Nach US 5,093,698 werden die dotierten Schichten als Injektionsschichten an der Grenzfläche zu den Kontaktmaterialien in Increased equilibrium charge carrier concentration in the layer and increased the conductivity. According to US 5,093,698, the doped layers are used as injection layers at the interface to the contact materials in
elektrolumineszierenden Bauelementen verwendet. Ähnliche Dotierungsansätze sind analog auch für Solarzellen used electroluminescent devices. Similar doping approaches are analogous for solar cells
zweckmäßig. appropriate.
Aus der Literatur sind verschiedene From the literature are different
Realisierungsmöglichkeiten für die photoaktive i-Schicht bekannt. So kann es sich hierbei um eine Doppelschicht (EP0000829) oder eine Mischschicht (Hiramoto, Appl .  Implementation options for the photoactive i-layer known. Thus, this may be a double layer (EP0000829) or a mixed layer (Hiramoto, Appl.
Phys.Lett. 58,1062 (1991)) handeln. Bekannt ist auch eine Kombination aus Doppel-und Mischschichten (Hiramoto, Appl. Phys.Lett. 58,1062 (1991); US 6,559,375). Ebenfalls bekannt ist, dass das Mischungsverhältnis in verschiedenen Bereichen der Mischschicht unterschiedlich ist (US 20050110005) bzw. das Mischungsverhältnis einen Gradienten aufweist. Phys.Lett. 58, 106e (1991)). Also known is a combination of double and mixed layers (Hiramoto, Appl. Lett., 58, 1062 (1991), US 6,559,375). Also known is that the mixing ratio in different areas of the mixed layer is different (US 20050110005) or the mixing ratio has a gradient.
Weiterhin sind Tandem- bzw. Mehrfachsolarzellen aus der Literatur bekannt (Hiramoto, Chem. Lett.,1990, 327 (1990); DE 102004014046) . Furthermore, tandem or multiple solar cells are known from the literature (Hiramoto, Chem. Lett., 1990, 327 (1990); DE 102004014046).
Aus der Literatur schon lange bekannt sind organische Organic literature has long been known from the literature
Tandemsolarzellen (Hiramoto, Chem. Lett.,1990, 327 (1990). In der Tandemzelle von Hiramoto et al . befindet sich eine 2nm dicke Goldschicht zwischen den beiden Einzelzellen. Die Aufgabe dieser Goldschicht besteht darin für eine gute elektrische Verbindung zwischen den beiden Einzelzellen zu sorgen: die Goldschicht bewirkt eine effiziente Tandemsolarzellen (Hiramoto, Chem. Lett., 1990, 327 (1990).) In the tandem cell of Hiramoto et al., There is a 2nm thick gold layer between the two single cells.The task of this gold layer is for a good electrical connection between the two single cells to ensure: the gold layer causes an efficient
Rekombination der Löcher aus der einen Teilzelle mit den Elektronen aus der anderen Teilzelle und bewirkt damit, dass die beiden Teilzellen elektrisch in Serie verschaltet sind. Weiterhin absorbiert die Goldschicht wie jede dünne Recombination of the holes from one subcell with the electrons from the other subcell and thus causes the two subcells are electrically connected in series. Furthermore, the gold layer absorbs like any thin layer
Metallschicht (bzw. Metallcluster) einen Teil des Metal layer (or metal cluster) part of the
einfallenden Lichts. Diese Absorption ist in der Tandemzelle von Hiramoto ein Verlustmechanismus, da dadurch den incident light. This absorption is a loss mechanism in the tandem cell of Hiramoto
photoaktiven Schichten (H2Pc (metallfreies Phthalocyanin) / Me-PTC (N,N" -dimethylperylene-3, 4, 9, 10-bis (dicarboximide) in den beiden Einzelzellen der Tandemzelle weniger Licht zur Verfügung steht. Die Aufgabe der Goldschicht ist in dieser Tandemstruktur daher rein auf der elektrischen Seite. photoactive layers (H2Pc (metal-free phthalocyanine) / Me-PTC (N, N "-dimethylperylene-3, 4, 9, 10-bis (dicarboximide) in the two single cells of the tandem cell less light is available this tandem structure therefore purely on the electrical side.
Innerhalb dieser Konzeption sollte die Goldschicht möglichst dünn sein bzw. im besten Fall komplett wegfallen.  Within this concept, the gold layer should be as thin as possible, or in the best case completely eliminated.
Weiterhin aus der Literatur bekannt sind organische pin- Tandemzellen (DE 102004014046) : Die Struktur solch einer Tandemzelle besteht aus zwei pin-Einzelzellen wobei die Schichtfolge „pin" die Abfolge aus einem p-dotierten Organic pin tandem cells are also known from the literature (DE 102004014046): The structure of such a tandem cell consists of two single-pin cells, the layer sequence "pin" being the sequence of a p-doped one
Schichtsystem, einem undotierten photoaktiven Schichtsystem und einem n-dotierten Schichtsystem beschreibt. Die Layer system, an undoped photoactive layer system and an n-doped layer system. The
dotierten Schichtsysteme bestehen bevorzugt aus doped layer systems are preferably made
transparenten Materialien, so genannten wide-gap transparent materials, so-called wide-gap
Materialien/Schichten und sie können hierbei auch teilweise oder ganz undotiert sein oder auch ortsabhängig verschiedene Dotierungskonzentrationen aufweisen bzw. über einen Materials / layers and they may also be partially or wholly undoped or location-dependent different doping concentrations or over a
kontinuierlichen Gradienten in der Dotierungskonzentration verfügen. Speziell auch sehr gering dotierte oder have continuous gradients in the doping concentration. Specially also very low doped or
hochdotierte Bereiche im Grenzbereich an den Elektroden, im Grenzbereich zu einer anderen dotierten oder undotiertenhighly doped regions in the border region at the electrodes, in the border region to another doped or undoped
Transportschicht, im Grenzbereich zu den aktiven Schichten oder bei Tandem- oder Mehrfachzellen im Grenzbereich zu der anliegenden pin- bzw. nip- Teilzelle, d.h. im Bereich der Rekombinationszone sind möglich. Auch eine beliebige Transport layer, in the border region to the active layers or in tandem or multiple cells in the border region to the adjacent pin or nip-Teilzelle, i. in the recombination zone are possible. Also any
Kombination aus allen diesen Merkmalen ist möglich. Combination of all these features is possible.
Natürlich kann es sich bei einer solchen Tandemzelle auch um eine sogenannte invertierte Struktur (z.B. nip-Tandemzelle ; handeln. Im Folgenden werden alle diese möglichen  Of course, such a tandem cell may also be a so-called inverted structure (e.g., nip tandem cell)
Tandemzellen-Realisierungsformen mit dem Begriff pin- Tandemzellen bezeichnet. Ein Vorteil einer solchen pin- Tandemzelle besteht darin, dass durch die Verwendung von dotierten Transportschichten eine sehr einfache und Tandem cell implementation forms with the term pin tandem cells called. An advantage of such a pin tandem cell is that the use of doped transport layers makes a very simple and simple process
gleichzeitig sehr effiziente Realisierungsmöglichkeit für die Rekombinationszone zwischen den beiden Teilzellen möglich ist. Die Tandemzelle weist z.B. eine pinpin-Struktur auf (oder auch z.B. möglich nipnip) . An der Grenzfläche zwischen den beiden pin-Teilzellen befinden sich jeweils eine n-dotierte Schicht und eine p-dotierte Schicht, die ein pn-System (bzw. np-System) bilden. In einem solchen at the same time very efficient realization possibility for the recombination zone between the two sub-cells is possible. The tandem cell has e.g. a pin-pin structure on (or also possible, for example, nipnip). At the interface between the two pin sub-cells are each an n-doped layer and a p-doped layer, which form a pn system (or np system). In such a
dotierten pn-System erfolgt eine sehr effiziente doped pn system takes a very efficient
Rekombination der Elektronen und Löcher. Die Stapelung von zwei pin-Einzelzellen ergibt damit direkt eine vollständige pin-Tandemzelle, ohne dass noch weitere Schichten benötigt werden. Speziell von Vorteil ist hier, dass keine dünnen Metallschichten mehr benötigt werden wie bei Hiramoto, um die effiziente Rekombination zu gewährleisten. Hierdurch kann die Verlustabsorption solcher dünnen Metallschichten komplett vermieden werden... Die bisher in der Literatur beschriebenen Topkontakte sind zur Realisierung optoelektronischer Bauelemente mit hoher Transparenz nicht ausreichend und weisen zu hohe Reflexionen auf. Weiterhin besteht ein hohes Interesse an der Recombination of electrons and holes. The stacking of two single pin cells results in a complete pin tandem cell without the need for additional layers. Especially advantageous here is that no thin Metal layers are more needed as in Hiramoto to ensure efficient recombination. As a result, the loss absorption of such thin metal layers can be completely avoided ... The top contacts previously described in the literature are not sufficient for the realization of optoelectronic devices with high transparency and have too high reflections. Furthermore, there is a high interest in the
Realisierung transparenter Topkontakte auf opaken Realization of transparent top contacts on opaque
Substraten. Substrates.
Zur Realisierung von transparenten Topkontakten auf For the realization of transparent top contacts
organischen Bauelementen sind aus der Literatur dünne thermisch aufgedampfte Metallschichten mit Zwischenschichten und gesputterte ITO Schichten bekannt. Bailey-Salzmann et al . zeigen in ihrer Veröffentlichung von 2006 (APPLIED PHYSICS LETTERS 88, 233502 _2006) die organic components are known from the literature thin thermally evaporated metal layers with intermediate layers and sputtered ITO layers. Bailey-Salzmann et al. show in their publication of 2006 (APPLIED PHYSICS LETTERS 88, 233502 _2006) the
Verwendung von dünnen Ag Schichten (25nm) zu Realisierung von semitransparenten organischen Solarzellen. Use of thin Ag layers (25nm) to realize semitransparent organic solar cells.
Meiss et al . zeigen 2009 in ihrer Veröffentlichung (APPLIED PHYSICS LETTERS 95, 213306 _2009) die Verwendung von Meiss et al. show in their publication (APPLIED PHYSICS LETTERS 95, 213306 _2009) the use of
dotierten Transportschichten und dünnen Ag Schichten (14nm) zur Realisierung von transparenten organischen Solarzellen. Darüber hinaus wird in dieser Veröffentlichung eine dünne AI Zwischenschicht unter der Ag Schicht zur Glättung selbiger verwendet. Auch die Verwendung von organischen Schichten auf der dünnen Ag Schicht zur Erhöhung der Transparenz des Top- Kontaktes wird hier gezeigt. doped transport layers and thin Ag layers (14nm) for the realization of transparent organic solar cells. Moreover, in this publication, a thin Al intermediate layer under the Ag layer is used for smoothing the same. The use of organic layers on the thin Ag layer to increase the transparency of the top contact is also shown here.
In ihrer Veröffentlichung von 2011 zeigen Meiss et. al alternativ zu der zuvor beschriebenen dünnen AI In their 2011 release, Meiss et. al as an alternative to the previously described thin Al
Zwischenschicht die Verwendung von einer dünnen Ca Schicht. Aus der Literatur ist auch die Realisierung von organischen Bauelementen mit transparentem TopKontakt auf opaken Interlayer the use of a thin Ca layer. From the literature is also the realization of organic devices with transparent top contact on opaque
Grundkontakt bekannt. Hoffmann et al . zeigen beispielsweise in ihrer Veröffentlichung von 2012 (APPLIED PHYSICS LETTERS 97, 253308, 2010) eine organische Leuchtdiode (OLED) unter Verwendung von dotierten Transportschichten, einer dünnen Ag-Metallschicht (13nm) und einer organischen Schicht auf der Ag-Schicht zur Erhöhung der Transparenz des Top- Kontaktes . Die bisher in der Literatur beschriebenen Topkontakte mit dünnen Metallschichten werden alle mit Hilfe von thermischem Verdampfen realisiert. Typische Schichtdicken der dünnen Metallschichten liegen im Bereich von 13-15nm. Zur Basic contact known. Hoffmann et al. For example, in their publication of 2012 (APPLIED PHYSICS LETTERS 97, 253308, 2010), an organic light emitting diode (OLED) using doped transport layers, a thin Ag metal layer (13nm) and an organic layer on the Ag layer to increase transparency the top contact. The top contacts with thin metal layers previously described in the literature are all realized by means of thermal evaporation. Typical layer thicknesses of the thin metal layers are in the range of 13-15 nm. to
Realisierung von höherer Transparenz von Semitransparenten organischen Bauelementen bzw. Erhöhung der Effizienz von organischen Bauelementen auf opaken Substrat mit Realization of higher transparency of semitransparent organic components or increase of the efficiency of organic components on opaque substrate
transparentem Top-Kontakt ist es notwendig die Transparenz des Top-Kontaktes durch Verminderung der Schichtdicke des dünnen Metallkontaktes zu erhöhen. Bei opaken Substraten führen die bekannten Lösungen zu verstärkter parasitärer Absorption und Reflexionsverlusten und damit zu einer Verringerung der Effizienz gegenüber transparenten Substraten, wie etwa mit ITO-Grundkontakten . transparent top contact, it is necessary to increase the transparency of the top contact by reducing the thickness of the thin metal contact. In the case of opaque substrates, the known solutions lead to increased parasitic absorption and reflection losses and thus to a reduction in efficiency compared to transparent substrates, such as with ITO ground contacts.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die vorbenannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen transparenten Topkontakt für The object of the present invention is therefore to overcome the aforementioned disadvantages of the prior art and a transparent top contact for
optoelektronische Bauelemente anzugeben. specify optoelectronic components.
Die Aufgabe wird durch ein Bauelement gemäß dem The object is achieved by a device according to the
Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Main claim solved. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird ein optoelektronisches Bauelement auf einem Substrat vorgeschlagen, welches eine erste und eine zweite Elektrode umfasst, wobei die erste Elektrode auf dem Substrat angeordnet ist und die zweite Elektrode eine According to the invention, an optoelectronic component a substrate which comprises a first and a second electrode, wherein the first electrode is arranged on the substrate and the second electrode a
Gegenelektrode bildet, wobei zwischen diesen Elektroden zumindest ein photoaktives Schichtsystem angeordnet ist , wobei zwischen der Gegenelektrode und dem photoaktiven Schichtsystem zumindest eine Transportschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der At least one photoactive layer system is arranged between these electrodes, wherein between the counter electrode and the photoactive layer system at least one transport layer is arranged, characterized in that between the
Gegenelektrode und der zumindest einen Counter electrode and the at least one
Löchertransportschicht eine Elektronentransportschicht angeordnet ist.  Hole transport layer an electron transport layer is arranged.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das In one embodiment of the invention, this includes
photoaktive Schichtsystem ein Donor-Akzeptorsystem mit organischen Materialien. photoactive layer system a donor-acceptor system with organic materials.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die In one embodiment of the invention, the
Elektronentransportschicht zumindest ein organisches Electron transport layer at least one organic
Material . Material.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die Elektronentransportschicht zumindest ein Fulleren. In a further embodiment of the invention, the electron transport layer contains at least one fullerene.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die Elektronentransportschicht ein anorganisches Material. In a further embodiment of the invention, the electron transport layer contains an inorganic material.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Elektronentransportschicht eine n-Dotierung auf. In a further embodiment of the invention, the electron transport layer has an n-type doping.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die Gegenelektrode zumindest eine Schicht, welche in Richtung der Elektronentransportschicht angeordnet ist und zumindest ein Metall umfasst. In a further embodiment of the invention, the counter electrode contains at least one layer which is arranged in the direction of the electron transport layer and comprises at least one metal.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Schicht der Gegenelektrode, welche in In a further embodiment of the invention, the at least one layer of the counter electrode, which in
Richtung der Elektronentransportschicht angeordnet ist Ag, Au, Pt, Cr, Ti, AI, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf oder Legierungen zumindest eines der vorbenannten Elemente. Direction of the electron transport layer is arranged Ag, Au, Pt, Cr, Ti, Al, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf or alloys of at least one of the aforementioned elements.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Schicht der Gegenelektrode, welche in In a further embodiment of the invention, the at least one layer of the counter electrode, which in
Richtung der Elektronentransportschicht angeordnet ist, eine Mischschicht, Ag, Au, Pt, Cr, Ti, AI, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf oder Legierungen sowie ein Alkali- oder Erdalkalimetall, ein Metalloxid oder ein organisches Direction of the electron transport layer is disposed, a mixed layer, Ag, Au, Pt, Cr, Ti, Al, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf or alloys and an alkali or alkaline earth metal, a metal oxide or an organic one
Material . In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die mindestens eine Schicht der Gegenelektrode, welche in Material. In a further embodiment of the invention, the at least one layer of the counter electrode, which in
Richtung der Elektronentransportschicht angeordnet ist, eine Mischschicht Ag und Ca. Direction of the electron transport layer is arranged, a mixed layer Ag and Ca.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Zwischenschicht zwischen der Gegenelektrode und der In a further embodiment of the invention, an intermediate layer between the counter electrode and the
Elektronentransportschicht angeordnet . Electron transport layer arranged.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Zwischenschicht zwischen der Gegenelektrode und der In a further embodiment of the invention, an intermediate layer between the counter electrode and the
Elektronentransportschicht angeordnet, wobei die Electron transport layer arranged, wherein the
Zwischenschicht ein Alkali- oder Erdalkalimetall, ein Interlayer an alkali or alkaline earth metal, a
Metalloxid oder ein organisches Material umfasst. Metal oxide or an organic material comprises.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Zwischenschicht zwischen der Gegenelektrode und der In a further embodiment of the invention, an intermediate layer between the counter electrode and the
Elektronentransportschicht angeordnet, wobei die Electron transport layer arranged, wherein the
Zwischenschicht Ca enthält. Intermediate layer contains Ca.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Zwischenschicht zwischen der Gegenelektrode und der In a further embodiment of the invention, an intermediate layer between the counter electrode and the
Elektronentransportschicht angeordnet, wobei die Electron transport layer arranged, wherein the
Zwischenschicht eine Schichtdicke von 0,5nm bis 5nm auf. einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Löchertransportschicht aus einem organischen oder anorganischen Material ausgebildet, wobei die Interlayer a layer thickness of 0.5nm to 5nm. Another embodiment of the invention is the Hole transport layer formed of an organic or inorganic material, wherein the
Löchertransportschicht undotiert oder p-dotiert ist. Hole transport layer is undoped or p-doped.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronsiche Bauelement eine organische Solarzelle. In a further embodiment of the invention, the optoelectronic component is an organic solar cell.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Bauelement den nachfolgenden Aufbau auf: In one embodiment of the invention, the component has the following structure:
Elektrode/ Donor-Akzeptor-System/ (p-dotierte) Löcher- Transportschicht/ (n-dotierte) Elektronen-Transportschicht/ In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Bauelement den nachfolgenden Aufbau auf: Electrode / donor-acceptor system / (p-doped) hole transport layer / (n-doped) electron transport layer / In one embodiment of the invention, the device has the following structure:
Elektrode/ (n-dotierte) Elektronen-Transportschicht/ Donor- Akzeptor-System/ (p-dotierte) Löcher-Transportschicht/ (n- dotierte) Elektronen-Transportschicht/ Gegenelektrode. Geeignete Materialien für die Elektrode sind ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: ITO; Metall-Nanowire ; Electrode / (n-doped) electron transport layer / donor-acceptor system / (p-doped) hole transport layer / (n-doped) electron transport layer / counter electrode. Suitable materials for the electrode are selected from a group consisting of: ITO; Metal nanowire;
Metallschicht; dünne, transparente Metallschicht; Metal layer; thin, transparent metal layer;
leitfähiges Polymer; leitfähiges Polymer mit Grid; DMD- Stapel; Carbon-Nano-Tubes ; Graphen. Geeignete Donor-Materialien sind beispielsweise: conductive polymer; conductive polymer with grid; DMD stack; Carbon nanotubes; Graph. Suitable donor materials are, for example:
Phthalocanin (ZnPc, CuPc, etc.); Naphthalocyanin; Sub- Naphthalocyanin; ADA-Oligothiophen; Oligothiophen; DA- Oligothiopghen; Merocyanin.  Phthalocanine (ZnPc, CuPc, etc.); naphthalocyanine; Sub-naphthalocyanine; ADA oligothiophene; oligothiophene; DA-oligothiophene; Merocyanine.
Geeignete Akzeptor-Materialien sind beispielsweise: Suitable acceptor materials include:
Fulleren-Derivat (C60; C70; PCBMC60; PCBMC70; ...) , Perylen- Derivat (PTCDA; MePTCDI; etc.); NTCDA (1,4,5,8- naphthalenetetracarboxylic dianhydride) ; PTCDA; NDCA; BPDCA Das Donor-Akzeptor-System stellt dabei eine Kombination aus Donor und Akzeptor in Form von aufeinander folgenden Fullerene derivative (C60; C70; PCBMC60; PCBMC70; ...), perylene derivative (PTCDA; MePTCDI; etc.); NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride); PTCDA; NDCA; BPDCA The donor-acceptor system is a combination Donor and acceptor in the form of successive
Schichten und/oder Mischschichten oder aufeinanderfolgender Mischschicht und Einzelschicht dar. Geeignete Materialien der Elektronentransportschicht sind beispielsweise: Fulleren-Derivat (C6o; C10; PCBMC6o; PCBMC70 ; etc.), Perylen-Derivat (PTCDA; MePTCDI; etc.); Suitable materials of the electron transport layer are, for example: fullerene derivative (C 6 o, C 10 , PCBMC 6 o, PCBMC70, etc.), perylene derivative (PTCDA, MePTCDI, etc.) and / or mixed layers. );
NTCDA (1,4,5, 8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride) ; NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride);
PTCDA; NDCA; BPDCA; ANQ . PTCDA; NDCA; BPDCA; ANQ.
Geeignete Materialien der Löchertransportschicht sind beispielsweise : Suitable materials of the hole transport layer are, for example:
NPB; DiNPB; BPAPF; Spiro-NPB; MeO-TPD; Mo02. Geeignete p-Dotanden sind beispielsweise: F4-TCNQ; NPB; DiNPB; BPAPF; Spiro-NPB; MeO-TPD; Mo0 2 . Suitable p-dopants are, for example: F4-TCNQ;
fluoriniertes Fulleren (F36C60; F48C60) . fluorinated fullerene (F36C60; F48C60).
Geeignete n-Dotanden sind beispielsweise: AOB (acridine orange base) ; Ytterbium; Cr2(hpp)4; W2 (hpp) 4 (hpp = Suitable n-dopants are, for example: AOB (acridine orange base); Ytterbium; Cr2 (hpp) 4; W2 (hpp) 4 (hpp =
1, 3, 4, 6, 7, 8-hexahydro-2 H-pyrimido [ 1 , 2-a] pyrimidine) . 1, 3, 4, 6, 7, 8-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidines).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Bauelement aus einer Kombination aus nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin oder pipn-Strukturen, bei der mehrere unabhängige Kombinationen, die mindestens eine i-Schicht enthalten, übereinander gestapelt sind. In a further embodiment of the invention, the component consists of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures, in which a plurality of independent combinations comprising at least one i Layer are stacked on top of each other.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dasIn a further embodiment of the invention that is
Substrat opak ausgeführt. Substrate opaque executed.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat transparent ausgeführt.  In a further embodiment of the invention, the substrate is made transparent.
Unter opak wird im Sinne der Erfindung nicht transparent verstanden . In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat flexibel ausgeführt. Unter einem flexiblen Substrat wird im Sinne der Opaque is not understood transparently within the meaning of the invention. In a further embodiment of the invention, the substrate is made flexible. Under a flexible substrate is in the sense of
vorliegenden Erfindung ein Substrat verstanden, welches eine Verformbarkeit infolge äußerer Krafteinwirkung present invention, a substrate understood, which is a deformability due to external force
gewährleistet. Dadurch sind solche flexiblen Substrate zur Anordnung auf gekrümmten Oberflächen geeignet. Flexible Substrate sind beispielsweise Folien oder Metallbänder. guaranteed. As a result, such flexible substrates are suitable for mounting on curved surfaces. Flexible substrates are, for example, films or metal strips.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Elektrode, welche auf dem Substrat angeordnet ist opak ausgeführt . In a further embodiment of the invention, the electrode which is arranged on the substrate is made opaque.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Elektrode, welche auf dem Substrat angeordnet ist In a further embodiment of the invention, the electrode is arranged on the substrate
transparent ausgeführt. transparent.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Elektrode, welche auf dem Substrat angeordnet ist, ein In a further embodiment of the invention, the electrode which is arranged on the substrate comprises a
Metall, Metalllegierung, Metalloxid, Metallgrid, Metall- Metalloxid-Schichtsystem, Metallpartikel, Metallnanowire, Graphen oder einen organische Halbleiter. Metal, metal alloy, metal oxide, metal grid, metal-metal oxide layer system, metal particles, metal nanowires, graphene or an organic semiconductor.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die aktive Schicht mindestens eine Mischschicht mit mindestens zwei Hauptmaterialien, wobei diese ein photoaktives Donor- Akzeptor-System bilden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist In a further embodiment of the invention, the active layer comprises at least one mixed layer having at least two main materials which form a photoactive donor-acceptor system. In a further embodiment of the invention
zumindest ein Hauptmaterial ein organisches Material. at least one main material is an organic material.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem organischen Material um kleine Moleküle. Unter dem Begriff kleine Moleküle werden im Sinne der Erfindung Monomere verstanden, die verdampft und damit auf dem In a further embodiment of the invention is the organic material is small molecules. For the purposes of the invention, the term small molecules is understood to mean monomers which evaporate and thus on the
Substrat abgeschieden werden können. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem organischen Material zumindest teilweise um Polymere . Substrate can be deposited. In a further embodiment of the invention, the organic material is at least partially polymers.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens eine der aktiven Mischschichten als Akzeptor ein Material aus der Gruppe der Fullerene bzw. In a further embodiment of the invention, at least one of the active mixed layers comprises as acceptor a material from the group of fullerenes or
Fullerenderivate . Fullerene derivatives.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode zumindest eine In a further embodiment of the invention, at least one of the electrode and the counterelectrode is provided
dotierte, teilweise dotierte oder undotierte doped, partially doped or undoped
Transportschicht angeordnet. Transport layer arranged.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Gegenelektrode und dem photoaktiven Schichtsystem eine dotierte, teilweise dotierte oder undotierte In a further embodiment of the invention, a doped, partially doped or undoped one is present between the counterelectrode and the photoactive layer system
Transportschicht angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Bauelement zumindest in einem gewissen Transport layer is arranged. In a further embodiment of the invention, the component is at least somewhat
Lichtwellenlängenbereich semitransparent. Bevorzugt ist das Bauelement in dem für das menschliche Auge farbig  Light wavelength range semitransparent. Preferably, the device is colored in the human eye
erscheinenden Wellenlängenbereich semitransparent. Unter Semitransparenz wird im Sinne der vorliegenden appearing wavelength range semitransparent. Semitransparency is defined in the sense of the present
Erfindung eine Transparenz <= 100 % und > 1% verstanden.  Invention understood a transparency <= 100% and> 1%.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronsiche Bauelement eine organische Solarzelle. In a further embodiment of the invention, the optoelectronic component is an organic solar cell.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement eine organische Leuchtdiode. In a further embodiment of the invention that is Optoelectronic component an organic light emitting diode.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Bauelement um eine pin-Einzel, pin-Tandemzelle , pin-Mehrfachzelle, nip-Einzelzelle, nip- Tandemzelle oder nip-Mehrfachzelle . In a further embodiment of the invention, the component is a pin single, pin tandem cell, pin multiple cell, nip single cell, nip tandem cell or nip multiple cell.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Bauelement aus einer Kombination aus nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin oder pipn-Strukturen, bei der mehrere unabhängige Kombinationen, die mindestens eine i-Schicht enthalten, übereinander gestapelt sind. In a further embodiment of the invention, the component consists of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures, in which a plurality of independent combinations comprising at least one i Layer are stacked on top of each other.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Elektrodenvorrichtung aus einem Schichtsystem umfassend zumindest eine erste The invention also provides an electrode device comprising a layer system comprising at least one first
Schicht aus einem Metall oder Metalloxid, eine zweite Layer of one metal or metal oxide, a second
Schicht aus einem Metall und eine dritte Schicht aus einer Deckschicht, wobei das Schichtsystem eine Transparenz von 40 bis 95 % aufweist. Layer of a metal and a third layer of a cover layer, wherein the layer system has a transparency of 40 to 95%.
Weiterhin ist auch Gegenstand der Erfindung die Verwendung einer Elektrodenvorrichtung in einem optoelektronischen Bauelement . In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das optoelektronische Bauelement zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode mehr als eine photoaktive Schicht auf. Furthermore, the invention also relates to the use of an electrode device in an optoelectronic component. In a further embodiment of the invention, the optoelectronic component has more than one photoactive layer between the electrode and the counterelectrode.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung In an advantageous embodiment of the invention
absorbieren die aktiven Schichten des Bauelementes möglichst viel Licht. Hierzu wird der Spektralbereich, in dem das Bauelement Licht absorbiert, möglichst breit gestaltet. The active layers of the component absorb as much light as possible. For this purpose, the spectral range in which the component absorbs light, designed as wide as possible.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das aktive Schichtsystem des optoelektronischen Bauelementes mindestens aus zwei Mischschichten, die direkt In a further embodiment of the invention, the active layer system of the optoelectronic component consists of at least two mixed layers, which are direct
aneinandergrenzen und mindestens eine der beiden Hauptmaterialien einer Mischschicht ein anderes organisches Material ist als die beiden Hauptmaterialien einer anderen Mischschicht. Jede Mischschicht besteht aus mindestens zwei Hauptmaterialien, wobei diese ein photoaktives Donor- Akzeptor-System bilden. Das Donor-Akzeptor-System zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest für die Photoanregung der Donor-Komponente gilt, dass die gebildeten Exzitonen an der Grenzfläche zum Akzeptor bevorzugt in ein Loch auf dem Donor und ein Elektron auf dem Akzeptor getrennt werden. Als contiguous and at least one of the two Main materials of a mixed layer is an organic material other than the two main materials of another mixed layer. Each mixed layer consists of at least two main materials which form a photoactive donor-acceptor system. The donor-acceptor system is characterized in that, at least for the photoexcitation of the donor component, the excitons formed at the interface to the acceptor are preferably separated into a hole on the donor and an electron on the acceptor. When
Hauptmaterial wird ein Material bezeichnet, dessen Volumen¬ oder Massen-Anteil in der Schicht größer als 16% ist. Main material refers to a material ¬ its volume or mass fraction in the layer is greater than 16%.
Weitere Materialien können technisch bedingt oder aber zur Einstellung von Schichteigenschaften beigemischt sein. Other materials can be mixed for technical reasons or to adjust layer properties.
Bereits bei einer Doppelmischschicht enthält das Bauelement drei bzw. vier verschiedene Absorbermaterialien, kann damit einen Spektralbereich von ca. 600nm bzw. ca. 800nm abdecken. Already in the case of a double-mix layer, the component contains three or four different absorber materials, so that it can cover a spectral range of approximately 600 nm or approximately 800 nm.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann die In a further embodiment of the invention, the
Doppelmischschicht auch dazu benutzt werden, für einen bestimmten Spektralbereich deutlich höhere Photoströme zu erzielen, indem Materialien gemischt werden, die bevorzugt in demselben Spektralbereich absorbieren. Dies kann dann im Weiteren benutzt werden, um in einer Tandemsolarzelle oder Mehrfachsolarzelle eine Stromanpassung zwischen den Double mixed layer can also be used to achieve significantly higher photocurrents for a given spectral range by mixing materials that preferentially absorb in the same spectral range. This can then be used in the following to adjust the current in a tandem solar cell or multiple solar cell
verschiedenen Teilzellen zu erreichen. Damit ist neben der Verwendung der Kavitätsschicht eine weitere Möglichkeit der Anpassung der Ströme der Teilzellen gegeben. to reach different subcells. Thus, in addition to the use of the cavity layer, a further possibility of adjusting the currents of the sub-cells is given.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können zur Verbesserung der Ladungsträgertransporteigenschaften der Mischschichten die Mischungsverhältnisse in den In a further embodiment of the invention, to improve the charge carrier transport properties of the mixed layers, the mixing ratios in the
verschiedenen Mischschichten gleich oder auch different mixed layers same or too
unterschiedlich sein. be different.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die Mischschichten bevorzugt aus jeweils zwei Hauptmaterialien. In a further embodiment of the invention, the Mixed layers preferably from two main materials.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann in den einzelnen Mischschichten ein Gradient des In a further embodiment of the invention, a gradient of the
Mischungsverhältnisses vorhanden sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement als Tandemzellen ausgeführt und es besteht durch die Verwendung von Doppel- bzw. Mixing ratio be present. In a preferred embodiment of the invention, the optoelectronic component is designed as a tandem cell and it consists by the use of double or
Mehrfachmischschichten der weitere Vorteil, dass die Strom- Angleichung (current matching) zwischen den Teilzellen durch die Wahl der Absorbermaterialien in den Mischschichten optimiert und damit der Wirkungsgrad weiter erhöht werden kann . Multiple mixed layers, the further advantage that the current equalization (current matching) between the sub-cells optimized by the choice of absorber materials in the mixed layers and thus the efficiency can be further increased.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die einzelnen Materialien dabei in unterschiedlichen Maxima der Lichtverteilung der charakteristischen Wellenlängen, die dieses Material absorbiert, positioniert sein. So kann beispielsweise ein Material in einer Mischschicht im 2. In a further embodiment of the invention, the individual materials may be positioned in different maxima of the light distribution of the characteristic wavelengths which this material absorbs. For example, a material in a mixed layer in the second.
Maximum seiner charakteristischen Wellenlänge liegen und das andere Material im 3. Maximum. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das optoelektronische Bauelement, insbesondere eine organische Solarzelle, aus einer Elektrode und einer Gegenelektrode und zwischen den Elektroden wenigstens zwei organischen aktiven Mischschichten, wobei die Mischschichten jeweils im Maximum of its characteristic wavelength and the other material in the 3rd maximum. In a further embodiment of the invention, the optoelectronic component, in particular an organic solar cell, consists of an electrode and a counterelectrode and, between the electrodes, at least two organic active mixed layers, the mixed layers each being in the
wesentlichen aus zwei Materialien bestehen und die beiden Hauptmaterialien jeweils einer Mischschicht ein Donator- Akzeptor-System bilden sowie die beiden Mischschichten direkt aneinandergrenzen und wenigstens eine der beiden Hauptmaterialien der einen Mischschicht ein anderes consist essentially of two materials and the two main materials each form a mixed layer donor acceptor system and the two mixed layers directly adjacent to each other and at least one of the two main materials of a mixed layer another
organisches Material ist als die beiden Hauptmaterialien einer anderen Mischschicht. In einer Weiterbildung der vorbeschriebenen Ausführungsform sind mehrere oder alle Hauptmaterialien der Mischschichten voneinander verschieden. Organic material is considered the two main materials of another mixed layer. In a development of the above-described embodiment, several or all of the main materials of the mixed layers are different from one another.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um drei oder mehr Mischschichten, welche zwischen der Elektrode und Gegenelektrode angeordnet sind. In a further embodiment of the invention, there are three or more mixed layers, which are arranged between the electrode and counter electrode.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind In a further embodiment of the invention
zusätzlich zu den genannten Mischschichten noch weitere photoaktive Einzel- oder Mischschichten vorhanden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Mischschichtsystem und der einen Elektrode noch in addition to the said mixed layers, further photoactive single or mixed layers are present. In a further embodiment of the invention is still between the mixed layer system and the one electrode
wenigstens eine weitere organische Schicht vorhanden. at least one more organic layer present.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Mischschichtsystem und der Gegenelektrode noch In a further embodiment of the invention is still between the mixed layer system and the counter electrode
wenigstens eine weitere organische Schicht vorhanden. at least one more organic layer present.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind eine oder mehrere der weiteren organischen Schichten dotierte wide-gap Schichten, wobei das Maximum der Absorption bei < 450nm liegt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen mindestens zwei Hauptmaterialien der Mischschichten In a further embodiment of the invention, one or more of the further organic layers are doped wide-gap layers, the maximum of the absorption being <450 nm. In a further embodiment of the invention, at least two main materials of the mixed layers
verschiedene optische Absorptionsspektren auf. different optical absorption spectra.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Hauptmaterialien der Mischschichten verschiedene optische Absorptionsspektren auf, die sich gegenseitig ergänzen, um einen möglichst breiten Spektralbereich abzudecken. In a further embodiment of the invention, the main materials of the mixed layers have different optical absorption spectra, which complement each other to cover the widest possible spectral range.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Absorptionsbereich zumindest eines der In a further embodiment of the invention, the absorption region extends at least one of
Hauptmaterialien der Mischschichten in den Infrarot-Bereich. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Absorptionsbereich zumindest eines der Main materials of the mixed layers in the infrared range. In a further embodiment of the invention, the absorption region extends at least one of
Hauptmaterialien der Mischschichten in den Infrarot-Bereich im Wellenlängenbereich von >700nm bis 1500nm. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die HOMO- und LUMO-Niveaus der Hauptmaterialien so angepasst, dass das System eine maximale LeerlaufSpannung, einen maximalen Kurzschlussstrom und einen maximalen Füllfaktor ermöglicht . In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält mindestens eine der photoaktiven Mischschichten als Akzeptor ein Material aus der Gruppe der Fullerene bzw. Main materials of the mixed layers in the infrared range in the wavelength range of> 700nm to 1500nm. In another embodiment of the invention, the HOMO and LUMO levels of the main materials are adjusted so that the system allows for maximum open circuit voltage, maximum short circuit current, and maximum fill factor. In a further embodiment of the invention, at least one of the photoactive mixed layers contains as acceptor a material from the group of fullerenes or
Fullerenderivate ( eo, C7o, etc.) . Fullerene derivatives (eo, C 7 o, etc.).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthalten alle photoaktiven Mischschichten als Akzeptor ein Material aus der Gruppe der Fullerene bzw. Fullerenderivate (C6o, C7o, etc . ) . In a further embodiment of the invention, all photoactive compound layers contain as an acceptor a material from the group of fullerenes or fullerene derivatives (C6o, C 7 o, etc.).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält mindestens eine der photoaktiven Mischschichten als Donator ein Material aus der Klasse der Phthalocyanine, In a further embodiment of the invention, at least one of the photoactive mixed layers contains as donor a material from the class of phthalocyanines,
Perylenderivate, TPD-Derivate, Oligothiophene oder ein  Perylene derivatives, TPD derivatives, oligothiophenes or a
Material wie es in WO2006092134 beschrieben ist. Material as described in WO2006092134.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält mindestens eine der photoaktiven Mischschichten als Akzeptor das Material Fulleren Οεο und als Donator das Material 4P- TPD. In a further embodiment of the invention, at least one of the photoactive mixed layers contains as acceptor the material fullerene and as donor the material 4P-TPD.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die Elektrode aus Metall, einem leitfähigen Oxid, insbesondere ITO, ZnO:Al oder anderen TCOs oder einem leitfähigen In a further embodiment of the invention, the electrode consists of metal, a conductive oxide, in particular ITO, ZnO: Al or other TCOs or a conductive
Polymer, insbesondere PEDOT:PSS oder PA I . Im Sinne der Erfindung sind auch Polymersolarzellen, die zwei oder mehrere photoaktive Mischschichten beinhalten, umfasst, wobei die Mischschichten direkt aneinandergrenzen . Bei Polymersolarzellen besteht aber das Problem das die Materialien aus Lösung aufgebracht werden und somit eine weitere aufgebrachte Schicht sehr leicht dazu führt, dass die darunter liegenden Schichten angelöst, aufgelöst oder in ihrer Morphologie verändert werden. Bei Polymersolarzellen können daher nur sehr eingeschränkt Mehrfachmischschichten hergestellt werden und auch nur dadurch, dass verschiedene Material- und Lösungsmittelsysteme verwendet werden, die sich bei der Herstellung gegenseitig nicht oder kaum Polymer, in particular PEDOT: PSS or PA I. Within the meaning of the invention, polymer solar cells which comprise two or more photoactive mixed layers are also included, the mixed layers being directly adjacent to one another. In the case of polymer solar cells, however, there is the problem that the materials are applied from solution and thus a further applied layer very easily causes the underlying layers to be dissolved, dissolved or changed in their morphology. In polymer solar cells, therefore, only a very limited multiple mixed layers can be produced and only by the fact that different material and solvent systems are used, which in the production of each other hardly or hardly
beeinflussen. Solarzellen aus kleinen Molekülen haben hier einen ganz klaren Vorteil, da durch den Aufdampfprozess im Vakuum beliebige Systeme und Schichten aufeinander gebracht werden können und somit der Vorteil der influence. Solar cells made of small molecules have a clear advantage in this case, since any systems and layers can be brought together in a vacuum by the vapor deposition process and thus the advantage of the
Mehrfachmischschichtstruktur sehr breit genutzt und mit beliebigen Materialkombinationen realisiert werden kann.  Multiple mixed layer structure can be used very widely and can be realized with any combination of materials.
In einer weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen In a further embodiment of the invention
Bauelementes besteht darin, dass zwischen der ersten Bauelementes is that between the first
elektronenleitenden Schicht (n-Schicht) und der auf dem Substrat befindlichen Elektrode noch eine p-dotierte Schicht vorhanden ist, so dass es sich um eine pnip oder pni- Struktur handelt, wobei vorzugsweise die Dotierung so hoch gewählt ist, dass der direkte pn-Kontakt keine sperrende Wirkung hat, sondern es zu verlustarmer Rekombination, bevorzugt durch einen Tunnelprozess kommt. electron-conducting layer (n-layer) and the electrode located on the substrate is still a p-doped layer, so that it is a pnip or pni structure, wherein preferably the doping is chosen so high that the direct pn Contact has no blocking effect, but it comes to low-loss recombination, preferably through a tunneling process.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann in dem Bauelement zwischen der aktiven Schicht und der auf dem Substrat befindlichen Elektrode noch eine p-dotierte Schicht vorhanden sein, so dass es sich um eine pip oder pi-Struktur handelt, wobei die zusätzliche p-dotierte Schicht eine Ferminiveaulage hat, die höchstens 0,4eV, bevorzugt aber weniger als 0,3eV unterhalb des Elektronentransportniveaus der i-Schicht liegt, so dass es zu verlustarmer In a further embodiment of the invention, a p-doped layer may be present in the device between the active layer and the electrode located on the substrate, so that it is a pip or pi structure, wherein the additional p-doped layer a Fermi level, which is at most 0.4 eV, but preferably less than 0.3 eV below the electron transport level of the i-layer, so that it is too low-loss
Elektronenextraktion aus der i-Schicht in diese p-Schicht kommen kann. Electron extraction can come from the i-layer in this p-layer.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist noch ein n-Schichtsystem zwischen der p-dotierten Schicht und der Gegenelektrode vorhanden, so dass es sich um eine nipn oder ipn-Struktur handelt, wobei vorzugsweise die Dotierung so hoch gewählt ist, dass der direkte pn-Kontakt keine In a further embodiment of the invention, an n-layer system is still present between the p-doped layer and the counterelectrode, so that it is a nipn or ipn structure, wherein preferably the doping is chosen to be so high that the direct pn Contact none
sperrende Wirkung hat, sondern es zu verlustarmer blocking effect, but it has a lower loss
Rekombination, bevorzugt durch einen Tunnelprozess kommt. Recombination, preferably by a tunneling process.
In einer weiteren Ausführungsform kann in dem Bauelement noch ein n-Schichtsystem zwischen der intrinsischen, In a further embodiment, an n-layer system between the intrinsic,
photoaktiven Schicht und der Gegenelektrode vorhanden sein, so dass es sich um eine nin- oder in-Struktur handelt, wobei die zusätzliche n-dotierte Schicht eine Ferminiveaulage hat, die höchstens 0,4eV, bevorzugt aber weniger als 0,3eV oberhalb des Löchertransportnivaus der i-Schicht liegt, so dass es zu verlustarmer Löcherextraktion aus der i-Schicht in diese n-Schicht kommen kann. photoactive layer and the counterelectrode, so that it is a nin- or in-structure, wherein the additional n-doped layer has a Ferminiveaulage which is not more than 0.4 eV, but preferably less than 0.3 eV above the Lochertransportnivaus the i-layer is located, so that there may be lossy hole extraction from the i-layer in this n-layer.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Another embodiment of the invention
Bauelementes besteht darin, dass das Bauelement ein n- Schichtsystem und/oder ein p-Schichtsystem enthält, so dass es sich um eine pnipn, pnin, pipn- oder p-i-n-Struktur handelt, die sich in allen Fällen dadurch auszeichnen, dass - unabhängig vom Leitungstyp - die substratseitig an die photoaktive i-Schicht angrenzende Schicht eine geringere thermische Austrittsarbeit hat als die vom Substrat Component is that the device contains an n-layer system and / or a p-layer system, so that it is a pnipn, pnin, pipn or pin structure, which are characterized in all cases in that - regardless of Conduction type - the layer adjacent to the photoactive i-layer on the substrate side has a lower thermal work function than that of the substrate
abgewandte an die i-Schicht grenzende Schicht, so dass photogenerierte Elektronen bevorzugt zum Substrat hin abtransportiert werden, wenn keine externe Spannung an das Bauelement angelegt wird. remote from the i-layer adjacent layer, so that photogenerated electrons are preferably transported away to the substrate when no external voltage to the Component is created.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden mehrere Konversionskontakte hintereinandergeschaltet, so dass es sich z.B. um eine npnipn, pnipnp, npnipnp, pnpnipnpn oder pnpnpnipnpnpn Struktur handelt. In a further embodiment of the invention, a plurality of conversion contacts are connected in series, so that e.g. is an npnipn, pnipnp, npnipnp, pnpnipnpn or pnpnpnipnpnpn structure.
In einer bevorzugten Weiterbildung der oben beschriebenen Strukturen sind diese als organische Tandemsolarzelle oder Mehrfachsolarzelle ausgeführt. So kann es sich bei dem In a preferred embodiment of the structures described above, these are designed as organic tandem solar cell or multiple solar cell. So it may be at the
Bauelement um eine Tandemzelle aus einer Kombination aus nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin oder pipn-Strukturen handeln, bei der mehrere unabhängige Kombinationen, die mindestens eine i-Schicht enthalten, übereinander gestapelt sind (Kreuzkombinationen) . Component to a tandem cell of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures act in which several independent combinations containing at least one i-layer, one above the other are stacked (cross combinations).
In einer weiteren Ausführungsform der oben beschriebenen Strukturen ist diese als eine pnipnipn-Tandemzelle In another embodiment of the structures described above, this is a pnipnipn tandem cell
ausgeführt . executed.
In einer weiteren Ausführungsform liegt das Akzeptor- Material in der Mischschicht zumindest teilweise in In a further embodiment, the acceptor material is at least partially in the mixed layer
kristalliner Form vor. In einer weiteren Ausführungsform liegt das Donator-Material in der Mischschicht zumindest teilweise in kristalliner Form vor . crystalline form. In another embodiment, the donor material in the blend layer is at least partially in crystalline form.
In einer weiteren Ausführungsform liegen sowohl das In a further embodiment, both are
Akzeptor-Material als auch das Donator-Material in der Acceptor material as well as the donor material in the
Mischschicht zumindest teilweise in kristalliner Form vor. Mixed layer at least partially in crystalline form.
In einer weiteren Ausführungsform verfügt das Akzeptor- Material über ein Absorptionsmaximum im Wellenlängenbereich > 450nm. einer weiteren Ausführungsform verfügt das Donator Material über ein Absorptionsmaximum im Wellenlängenbereich > 450nm. In a further embodiment, the acceptor material has an absorption maximum in the wavelength range> 450 nm. another embodiment has the donor Material over an absorption maximum in the wavelength range> 450nm.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das aktive In a further embodiment, the active contains
Schichtsystem zusätzlich zu der genannten Mischschicht noch weitere photoaktive Einzel- oder Mischschichten. Layer system in addition to said mixed layer even more photoactive single or mixed layers.
In einer weiteren Ausführungsform besteht das n- Materialsystem aus einer oder mehreren Schichten. In a further embodiment, the n-material system consists of one or more layers.
In einer weiteren Ausführungsform besteht das p- Materialsystem aus einer oder mehreren Schichten. In einer weiteren Ausführungsform enthält das n-In another embodiment, the p-material system consists of one or more layers. In another embodiment, the n-
Materialsystem eine oder mehrere dotierte wide-gap Material system one or more doped wide-gap
Schichten. Der Begriff wide-gap Schichten definiert dabei Schichten mit einem Absorptionsmaximum im Layers. The term wide-gap layers defines layers with an absorption maximum in the
Wellenlängenbereich <450nm. In einer weiteren Ausführungsform enthält das p-Wavelength range <450nm. In another embodiment, the p-
Materialsystem eine oder mehrere dotierte wide-gap Material system one or more doped wide-gap
Schichten . Layers .
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Bauelement zwischen der ersten elektronenleitenden Schicht (n-Schicht) und der auf dem Substrat befindlichen Elektrode eine p- dotierte Schicht, so dass es sich um eine pnip oder pni- Struktur handelt. In a further embodiment, the component between the first electron-conducting layer (n-layer) and the electrode located on the substrate contains a p-doped layer, so that it is a pnip or pni structure.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Bauelement zwischen der photoaktiven i-Schicht und der auf dem Substrat befindlichen Elektrode eine p-dotierte Schicht, so dass es sich um eine pip oder pi-Struktur handelt, wobei die In a further embodiment, the device between the photoactive i-layer and the electrode located on the substrate contains a p-doped layer, so that it is a pip or pi structure, wherein the
zusätzliche p-dotierte Schicht eine Ferminiveaulage hat, die höchstens 0,4eV, bevorzugt aber weniger als 0,3eV unterhalb des Elektronentransportnivaus der i-Schicht liegt. In einer weiteren Ausführungsform enthält das Bauelement ein n-Schichtsystem zwischen der p-dotierten Schicht und der Gegenelektrode, so dass es sich um eine nipn oder ipn- Struktur handelt. In einer weiteren Ausführungsform enthält das Bauelement ein n-Schichtsystem zwischen der photoaktiven i-Schicht und der Gegenelektrode, so dass es sich um eine nin- oder in¬ Struktur handelt, wobei die zusätzliche n-dotierte Schicht eine Ferminiveaulage hat, die höchstens 0,4eV, bevorzugt aber weniger als 0,3eV oberhalb des Löchertransportnivaus der i-Schicht liegt. additional p-doped layer has a Fermi level position which is at most 0.4 eV, but preferably less than 0.3 eV, below the electron transport level of the i-layer. In a further embodiment, the component contains an n-layer system between the p-doped layer and the counterelectrode, so that it is a nipn or ipn structure. In a further embodiment, the component contains an n-layer system between the photoactive i-layer and the counterelectrode, so that it is a n or in ¬ structure, wherein the additional n-doped layer has a Ferminiveaulage which is at most 0, 4eV, but preferably less than 0.3eV is above the hole transport level of the i-layer.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Bauelement ein n-Schichtsystem und/oder ein p-Schichtsystem, so dass es sich um eine pnipn, pnin, pipn- oder p-i-n-Struktur handelt. In einer weiteren Ausführungsform enthält das zusätzliche p- Materialsystem und/oder das zusätzliche n-Materialsystem eine oder mehrere dotierte wide-gap Schichten. In a further embodiment, the component contains an n-layer system and / or a p-layer system, so that it is a pnipn, pnin, pipn or p-i-n structure. In a further embodiment, the additional p-material system and / or the additional n-material system contains one or more doped wide-gap layers.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Bauelement noch weitere n-Schichtsysteme und/oder p-Schichtsysteme, so das es sich z.B. um eine npnipn, pnipnp, npnipnp, pnpnipnpn oder pnpnpnipnpnpn -Struktur handelt. In a further embodiment, the component contains further n-layer systems and / or p-layer systems, such as e.g. is an npnipn, pnipnp, npnipnp, pnpnipnpn, or pnpnpnipnpnpn structure.
In einer weiteren Ausführungsform enthält eines oder mehrere der weiteren p-Materialsysteme und/oder der weiteren n- Materialsysteme eine oder mehrere dotierte wide-gap In another embodiment, one or more of the further p-material systems and / or the further n-material systems contains one or more doped wide-gap
Schichten. Layers.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Bauelement um eine Tandemzelle aus einer Kombination aus nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin oder pipn-Strukturen . In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den organischen Materialien zumindest teilweise um Polymere, wobei aber zumindest eine photoaktive i-Schicht aus kleinen Molekülen gebildet ist. In a further embodiment, the device is a tandem cell of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures. In a further embodiment, the organic materials at least partially to polymers, but at least one photoactive i-layer is formed of small molecules.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das p- Materialsystem ein TPD-Derivat (Triphenylamin-Dimer) , eine Spiro-Verbindung, wie Spiropyrane, Spiroxazine, MeO-TPD (Ν,Ν,Ν' ,Ν' -Tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidin) , Di-NPB
Figure imgf000027_0001
(Ν,Ν'-di (1-naphthyl) -N, N ' -diphenyl- (1, 1 ' -biphenyl) 4 , 4 ' -diamine) , MTDATA ( 4 , 4 ' , 4 ' ' -Tris- (N-3- methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamin) , TNATA
In a further embodiment, the p-type material system contains a TPD derivative (triphenylamine dimer), a spiro compound such as spiropyrane, spiroxazine, MeO-TPD (Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetrakis (4-methoxyphenyl) - benzidine), di-NPB
Figure imgf000027_0001
(Ν, Ν'-di (1-naphthyl) -N, N'-diphenyl- (1, 1'-biphenyl) 4, 4'-diamines), MTDATA (4, 4 ', 4 "-tris ( N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine), TNATA
(4, 4 ' , 4 ' ' -Tris [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino ] - triphenylamin), BPAPF ( 9, 9-bis { 4- [di- (p- biphenyl) aminophenyl] }fluorene) , NPAPF ( 9, 9-Bis [ 4- (N, ' -bis- naphthalen-2-yl-amino) phenyl ] -9H-fluorene) , Spiro-TAD (4, 4 ', 4 "-tris [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine), BPAPF (9,9-bis {4- [di- (p-biphenyl) -aminophenyl] } fluorenes), NPAPF (9,9-bis [4- (N, '-bisaphthalen-2-yl-amino) -phenyl] -9H-fluorenes), spiro-TAD
(2,2',7,7'-Tetrakis- (diphenylamino) -9, 9'-spirobifluoren) , PV-TPD (N,N-di 4-2 , 2-diphenyl-ethen-l-yl-phenyl-N, -di 4- methylphenylphenylbenzidine) , 4P-TPD (4,4' -bis- (N, N- diphenylamino) -tetraphenyl) , oder ein in DE102004014046 beschriebenes p-Material. In einer weiteren Ausführungsform enthält das n-(2,2 ', 7,7'-tetrakis (diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene), PV-TPD (N, N-di 4-2,2-diphenyl-ethen-1-yl-phenyl) N, -di 4-methylphenylphenylbenzidines), 4P-TPD (4,4'-bis- (N, N-diphenylamino) -tetraphenyl), or a p-type material described in DE102004014046. In another embodiment, the n-
Materialsystem Fullerene, wie beispielsweise Οεο, C70; NTCDA (1,4,5, 8-Naphthalene-tetracarboxylic-dianhydride) , NTCDI (Naphthalenetetracarboxylic diimide) oder PTCDI (Perylen- 3,4,9, 10-bis (dicarboximid) . In einer weiteren Ausführungsform enthält das p-Material system fullerenes, such as Οεο, C70; NTCDA (1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride), NTCDI (naphthalenetetracarboxylic diimide) or PTCDI (perylene-3,4,9,10-bis (dicarboximide) In another embodiment, the p-
Materialsystem einen p-Dotanden, wobei dieser p-Dotand F4- TCNQ, ein p-Dotand wie in DE10338406, DE10347856, Material system a p-dopant, said p-dopant F4-TCNQ, a p-dopant as in DE10338406, DE10347856,
DE10357044, DE102004010954 , DE102006053320 , DE102006054524 und DE102008051737 beschrieben oder ein Übergangsmetalloxid (VO, WO, MoO, etc.) ist. DE10357044, DE102004010954, DE102006053320, DE102006054524 and DE102008051737 or a transition metal oxide (VO, WO, MoO, etc.).
In einer weiteren Ausführungsform enthält das n- Materialsystem einen n-Dotanden, wobei dieser n-Dotand ein TTF-Derivat (Tetrathiafulvalen-Derivat ) oder DTT-Derivat (dithienothiophen) , ein n-Dotand wie in DE10338406, In another embodiment, the n- Material system an n-dopant, said n-dopant is a TTF derivative (tetrathiafulvalene derivative) or DTT derivative (dithienothiophene), an n-dopant as described in DE10338406,
DE10347856, DE10357044, DE102004010954 , DE102006053320 , DE102006054524 und DE102008051737 beschrieben oder Cs, Li oder Mg ist. DE10347856, DE10357044, DE102004010954, DE102006053320, DE102006054524 and DE102008051737 or Cs, Li or Mg.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Elektrode In another embodiment, an electrode
transparent mit einer Transmission > 80% und die andere Elektrode reflektierend mit einer Reflektion > 50% transparent with a transmission> 80% and the other electrode reflective with a reflection> 50%
ausgeführt. executed.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die verwendeten organischen Materialien einen niedrigem Schmelzpunkt, bevorzugt < 100°C, auf. In a further embodiment, the organic materials used have a low melting point, preferably <100 ° C, on.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die verwendeten organischen Materialien eine niedrige In a further embodiment, the organic materials used have a low
Glasübergangstemperatur, bevorzugt < 150°C, auf.  Glass transition temperature, preferably <150 ° C, on.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird durch Verwendung von Lichtfallen der optische Weg des einfallenden Lichtes im aktiven System vergrößert. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Bauelement als organische pin-Solarzelle bzw. organische pin-Tandemsolarzelle ausgeführt. Als Tandemsolarzelle wird dabei eine Solarzelle bezeichnet, die aus einem vertikalen Stapel zweier in Serie verschalteter Solarzellen besteht. In einer weiteren Ausführungsform wird die Lichtfalle dadurch realisiert, dass das Bauelement auf einem periodisch mikrostrukturierten Substrat aufgebaut wird und die homogene Funktion des Bauelements, also eine kurzschlussfreie In a further embodiment of the invention, by using light traps, the optical path of the incident light in the active system is increased. In a further embodiment of the invention, the component is designed as an organic pin solar cell or organic pin tandem solar cell. As a tandem solar cell while a solar cell is referred to, which consists of a vertical stack of two series-connected solar cells. In a further embodiment, the light trap is realized in that the component is constructed on a periodically microstructured substrate and the homogeneous function of the component, ie a short-circuit-free
Kontaktierung und homogene Verteilung des elektrischen Contacting and homogeneous distribution of the electrical
Feldes über die gesamte Fläche, durch die Verwendung einer dotierten wide-gap-Schicht gewährleistet wird. Ultradünne Bauelemente weisen auf strukturierten Substraten eine erhöhten Gefahr zur Bildung lokaler Kurzschlüsse auf, so dass durch eine solche offensichtliche Inhomogenität letztlich die Funktionalität des gesamten Bauelements gefährdet ist. Diese Kurzschlussgefahr wird durch die Field over the entire area, by using a doped wide-gap layer is ensured. Ultrathin components have an increased risk of forming local short circuits on structured substrates, such that ultimately the functionality of the entire component is jeopardized by such obvious inhomogeneity. This risk of short circuit is caused by the
Verwendung der dotierten Transportschichten verringert. Use of the doped transport layers reduced.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Lichtfalle dadurch realisiert, dass das Bauelement auf einem periodisch mikrostrukturierten Substrat aufgebaut wird und die homogene Funktion des Bauelementes, dessen In a further embodiment of the invention, the light trap is realized in that the component is constructed on a periodically microstructured substrate and the homogeneous function of the component whose
kurzschlussfreie Kontaktierung und eine homogene Verteilung des elektrischen Feldes über die gesamte Fläche durch die Verwendung einer dotierten wide-gap-Schicht gewährleistet wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das Licht dieShort-circuit-free contacting and a homogeneous distribution of the electric field over the entire surface is ensured by the use of a doped wide-gap layer. It is particularly advantageous that the light the
Absorberschicht mindestens zweimal durchläuft, was zu einer erhöhten Lichtabsorption und dadurch zu einem verbesserten Wirkungsgrad der Solarzelle führen kann. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass das Substrat Passes absorber layer at least twice, which can lead to increased light absorption and thereby to improved efficiency of the solar cell. This can be achieved, for example, by the fact that the substrate
pyramidenartige Strukturen auf der Oberfläche aufweist mit Höhen und Breiten jeweils im Bereich von einem bis zu mehreren hundert Mikrometern. Höhe und Breite können gleich oder unterschiedlich gewählt werden. Ebenfalls können die Pyramiden symmetrisch oder asymmetrisch aufgebaut sein. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird diepyramid-like structures on the surface having heights and widths in the range of one to several hundred micrometers, respectively. Height and width can be chosen the same or different. Likewise, the pyramids can be constructed symmetrically or asymmetrically. In a further embodiment of the invention, the
Lichtfalle dadurch realisiert, dass eine dotierte wide-gap- Schicht eine glatte Grenzfläche zur i-Schicht und eine rauhe Grenzfläche zum reflektierenden Kontakt hat. Die rauhe Light trap realized by a doped wide-gap layer has a smooth interface with the i-layer and a rough interface to the reflective contact. The rough one
Grenzfläche kann beispielsweise durch eine periodische For example, interface can be defined by a periodic
Mikrostrukturierung erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist die rauhe Grenzfläche, wenn sie das Licht diffus reflektiert, was zu einer Verlängerung des Lichtweges innerhalb der photoaktiven Schicht führt. Microstructuring can be achieved. Particularly advantageous is the rough interface when it reflects the light diffused, resulting in an extension of the light path within the photoactive layer.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Lichtfalle dadurch realisiert, dass das Bauelement auf einem periodisch mikrostrukturierten Substrat aufgebaut wird und eine In a further embodiment, the light trap is realized in that the component is built up on a periodically microstructured substrate and a
dotierte wide-gap-Schicht eine glatte Grenzfläche zur i- Schicht und eine rauhe Grenzfläche zum reflektierenden doped wide-gap layer a smooth interface with the i-layer and a rough interface to the reflective
Kontakt hat. Contact has.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Gesamtstruktur des optoelektronischen Bauelements mit transparentem Grund- und Deckkontakt versehen. In a further embodiment of the invention, the overall structure of the optoelectronic component is provided with transparent base and cover contact.
In einer weiteren Ausführungsform werden die In a further embodiment, the
erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelemente in Optoelectronic components according to the invention in
Verbindung mit Energiepuffer bzw. Energiespeichermedium wie beispielsweise Akkus, Kondensatoren, etc. zum Anschluss an Verbraucher bzw. Geräte verwendet. Connection with energy buffer or energy storage medium such as batteries, capacitors, etc. used for connection to consumers or devices.
In einer weiteren Ausführungsform werden die In a further embodiment, the
erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelemente in Optoelectronic components according to the invention in
Kombination mit Dünnfilmbatterien verwendet. Used in combination with thin film batteries.
In einer weiteren Ausführungsform werden die In a further embodiment, the
erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelemente auf Optoelectronic components according to the invention
gekrümmten Oberflächen, wie beispielsweise Glas, Beton, Dachziegeln, Ton, Autoglas, etc. verwendet. Dabei ist es vorteilhaft, dass die erfindungsgemäßen organischen curved surfaces, such as glass, concrete, tiles, clay, car glass, etc. used. It is advantageous that the organic
Solarzellen gegenüber herkömmlichen anorganischen Solar cells versus conventional inorganic
Solarzellen auf flexiblen Trägern wie Folien, Textilen, etc. aufgebracht werden können. Solar cells can be applied to flexible substrates such as films, textiles, etc.
Zur Realisierung der Erfindung können auch die For realizing the invention, the
vorbeschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger above-described embodiments are combined with each other. The invention is based on some
Ausführungsbeispiele und Figuren eingehend erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung  Embodiments and figures will be explained in detail. The embodiments are intended to the invention
beschreiben ohne diese zu beschränken. Es zeigen in Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten describe without limiting it. 1 shows a schematic representation of a first
erfindungsgemäßen Ausführung einer Elektrodenanordnung, in inventive design of an electrode assembly, in
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Fig. 2 is a schematic representation of a second
erfindungsgemäßen Ausführung einer Elektrodenanordnung, in inventive design of an electrode assembly, in
Fig.3 die Strom-Spannungskurve eines Bauelements mit einer erfindungsgemäßen Gegenelektrode im Vergleich zu einem identischen Bauelement mit einer nicht erfindungsgemäßen Gegenelektrode und in 3 shows the current-voltage curve of a component with a counter electrode according to the invention in comparison to an identical component with a non-inventive counter electrode and in
Fig. 4 die Strom-Spannungskurve eines Bauelements mit einer weiteren erfindungsgemäßen Gegenelektrode, wobei die 4 shows the current-voltage curve of a component with a further counter electrode according to the invention, wherein the
gestrichelte Linie die Dunkelkennlinie und die durchgezogene Linie die Strom-Spannungskurve unter Beleuchtung angibt. Dashed line indicates the dark curve and the solid line indicates the current-voltage curve under illumination.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Fig. 1 eine erfindungsgemäßes optoelektronisches Bauelement 1, wie etwa eine Solarzelle, dargestellt. Das optoelektronische Bauelement 1 ist auf einem Substrat 2 angeordnet und umfasst eine erste und eine zweite Elektrode 3, 4, wobei die erste Elektrode 3, etwa ITO, auf dem Substrat 2 angeordnet ist und die zweite Elektrode 4 eine Gegenelektrode, welche In one embodiment of the invention, an optoelectronic component 1 according to the invention, such as a solar cell, is shown in FIG. The optoelectronic component 1 is arranged on a substrate 2 and comprises a first and a second electrode 3, 4, the first electrode 3, for example ITO, being arranged on the substrate 2 and the second electrode 4 being a counter electrode
beispielsweise Ag umfasst, bildet. Zwischen diesen for example, comprises Ag forms. Between these
Elektroden 3, 4 ist zumindest ein photoaktives Schichtsystem 5 angeordnet. Das photoaktive Schichtsystem 5 umfasst dabei beispielsweise zumindest ein Donor-Akzeptorsystem mit organischen Materialien, wie etwa ZnPc:C6o- Weiterhin ist zwischen der Gegenelektrode 4 und dem photoaktiven Electrodes 3, 4, at least one photoactive layer system 5 is arranged. The photoactive layer system 5 comprises, for example, at least one donor-acceptor system with organic materials, such as ZnPc: C6o- Furthermore, between the counter electrode 4 and the photoactive
Schichtsystem 5 zumindest eine Transportschicht 6 angeordnet ist. Die Transportschicht 6, welche beispielsweise als Löchertransportschicht ausgeführt ist und dabei beispielsweise MeO-TPD : F4TCNQ umfasst. Zudem ist zwischen der Gegenelektrode 4 und der zumindest einen Layer system 5 at least one transport layer 6 is arranged. The transport layer 6, which, for example, as Hole transport layer is executed and it includes, for example, MeO-TPD: F4TCNQ. In addition, between the counter electrode 4 and the at least one
Transportschicht 6 eine Elektronentransportschicht 7 Transport layer 6, an electron transport layer. 7
angeordnet, welche beispielsweise C60:AOB umfasst. arranged, which for example comprises C60: AOB.
In einer alternativen Ausgestaltung des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels ist in der Fig. 2 zwischen der In an alternative embodiment of the above-described embodiment is in Fig. 2 between the
Elektrode 3, welche beispielsweise aus einem Nanowire- Drahtgeflecht ausgeführt ist und der photoaktiven Schicht 5, welche etwa C60:ZnPc umfasst, eine Electrode 3, which is made for example of a nanowire wire mesh and the photoactive layer 5, which comprises about C60: ZnPc, a
Elektronentransportschicht 8 angeordnet. Diese Electron transport layer 8 is arranged. These
Elektronentransportschicht 8 umfasst dabei beispielsweise C60 :AOB. Electron-transport layer 8 comprises, for example, C60: AOB.
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird je eine Probe auf Glas einmal erfindungsgemäß mit einem ETL zwischen der In a third embodiment, a sample is placed on glass once according to the invention with an ETL between the
Gegenelektrode und der HTL-Schicht (3a) , einmal zum Counter electrode and the HTL layer (3a), once for
Vergleich ohne ETL zwischen der Gegenelektrode und der HTL- Schicht (3b) . Der Schichtaufbau entspricht dabei einer pnip- Einzelzelle auf einem Substrat mit ITO-Elektrode, im Comparison without ETL between the counter electrode and the HTL layer (3b). The layer structure corresponds to a pnip single cell on a substrate with ITO electrode, im
Einzelnen wie folgend: Individuals like the following:
Substrat: Glass - Elektrode: ITO - p-dotierte  Substrate: Glass electrode: ITO - p-doped
Transportschicht - n-dotierte Transportschicht - Absorbermischschicht: 1:1 Akzeptor/Donor - p-dotierte Transport layer - n-doped transport layer - Absorber mixture layer: 1: 1 acceptor / donor - p-doped
Löchertransportschicht - 3a: n-dotierte Hole transport layer - 3a: n-doped
Elektronentransportschicht - Gegenelektrode: Ag. Electron transport layer - counter electrode: Ag.
In Fig.3 sind die Strom-Spannungskurve der beiden proben 3a (durchgezogene Linie) und 3b (gestrichelte Linie zu sehen) , die deutlich zeigen, dass erfindungsgemäße Bauelement 3a signifikant höhere Performance und Effizienz zeigt als FIG. 3 shows the current-voltage curve of the two samples 3a (solid line) and 3b (dashed line), which clearly show that device 3a according to the invention shows significantly higher performance and efficiency than
Vergleichsbeispiel 3b. In einem vierten Ausführungsbeispiel ist ein Bauelement mit folgendem Schichtaufbau gezeigt: Comparative Example 3b. In a fourth exemplary embodiment, a component with the following layer structure is shown:
Substrat: Glass - Elektrode: ITO - p-dotierte Substrate: Glass electrode: ITO - p-doped
Transportschicht - Absorbermischschicht: 1:1 Akzeptor/Donor - p-dotierte Löchertransportschicht - n-dotierte Transport layer - absorber mixture layer: 1: 1 acceptor / donor - p-doped hole transport layer - n-doped
Elektronentransportschicht : n-C60 - Zwischenschicht: Ca - Gegenelektrode: 1:1 Ag/Ca - organische Auskopplungsschicht.  Electron transport layer: n-C60 - Interlayer: Ca - Counterelectrode: 1: 1 Ag / Ca - organic coupling layer.
In Fig. 4 ist die Strom-Spannungskurve zu sehen. Die wichtigsten Kenndaten sind der Füllfaktor mit 69%, die LeerlaufSpannung mit 0,83% und der Kurzschlussstrom mit 5,6%, die eine gut funktionierende Solarzelle angeben. In Fig. 4, the current-voltage curve can be seen. The most important characteristics are the filling factor of 69%, the open-circuit voltage of 0.83% and the short-circuit current of 5.6%, which indicate a well-functioning solar cell.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Bauelement 1 component
2 Substrat  2 substrate
3 Elektrodenanordnung  3 electrode arrangement
4 Gegenelektrode  4 counter electrode
5 photoaktives Schichtsystem  5 photoactive layer system
6 Löcher-Transportschicht 6-hole transport layer
7 Elektronentransportschicht  7 electron transport layer

Claims

Elektrodenanordnung für optoelektronische Bauelemente Patentansprüche Electrode arrangement for optoelectronic components Claims
1. Optoelektronisches Bauelement auf einem Substrat 1. Optoelectronic component on a substrate
umfassend eine erste und eine zweite Elektrode, wobei die erste Elektrode auf dem Substrat angeordnet ist und die zweite Elektrode eine Gegenelektrode (4) bildet, wobei zwischen diesen Elektroden zumindest ein  comprising a first and a second electrode, wherein the first electrode is arranged on the substrate and the second electrode forms a counterelectrode (4), wherein between these electrodes at least one
photoaktives Schichtsystem angeordnet ist, wobei  is arranged photoactive layer system, wherein
zwischen der Gegenelektrode (4) und dem photoaktiven Schichtsystem zumindest eine Löcher-Transportschicht (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gegenelektrode (4) und der zumindest einen Löcher- Transportschicht (6) eine Elektronentransportschicht (7) angeordnet ist.  at least one hole transport layer (6) is arranged between the counter electrode (4) and the photoactive layer system, characterized in that an electron transport layer (7) is arranged between the counter electrode (4) and the at least one hole transport layer (6).
2. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das photoaktives Schichtsystem zumindest ein Donor-Akzeptorsystem mit organischen 2. Optoelectronic component according to claim 1, characterized in that the photoactive layer system at least one donor acceptor system with organic
Materialien umfasst.  Materials includes.
3. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. Optoelectronic component according to one of claims 1 or 2, characterized in that the
Elektronentransportschicht (7) zumindest ein organisches Material enthält.  Electron transport layer (7) contains at least one organic material.
4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die 4. Optoelectronic component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the
Elektronentransportschicht (7) zumindest ein Fulleren enthält . Electron transport layer (7) contains at least one fullerene.
5. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportschicht (7) ein anorganisches Material enthält. 5. Optoelectronic component according to claim 1, characterized in that the electron transport layer (7) contains an inorganic material.
6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der 6. Optoelectronic component according to one of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportschicht (7) eine n-Dotierung aufweist .  preceding claims, characterized in that the electron transport layer (7) has an n-type doping.
7. Optoelektronisches Bauelement nach einem der 7. Optoelectronic component according to one of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (4) zumindest eine Schicht umfasst, welche in Richtung der Elektronentransportschicht (7) angeordnet ist und zumindest ein Metall enthält.  preceding claims, characterized in that the counter electrode (4) comprises at least one layer which is arranged in the direction of the electron transport layer (7) and contains at least one metal.
8. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht Ag, Au, Pt, Cr, Ti, AI,8. Optoelectronic component according to claim 7, characterized in that the layer Ag, Au, Pt, Cr, Ti, Al,
Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf oder Legierungen zumindest eines der vorbenannten Elemente umfasst. Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf or alloys comprises at least one of the aforementioned elements.
9. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht eine 9. Optoelectronic component according to claim 7 or 8, characterized in that the layer is a
Mischschicht ist, enthaltend Ag, Au, Pt, Cr, Ti, AI, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf oder Legierungen  Is mixed layer containing Ag, Au, Pt, Cr, Ti, Al, Zr, Cu, Zn, Sn, Sr, La, In, Sc, Hf or alloys
zumindest eines der vorbenannten Elemente sowie ein Alkali- oder Erdalkalimetall, ein Metalloxid oder ein organisches Material umfasst.  at least one of the aforementioned elements and an alkali or alkaline earth metal, a metal oxide or an organic material.
10. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischschicht Ag und Ca enthält. 10. Optoelectronic component according to claim 9, characterized in that the mixed layer contains Ag and Ca.
11. Optoelektronisches Bauelement nach einem der 11. Optoelectronic component according to one of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenschicht zwischen der Gegenelektrode (4) und der Elektronentransportschicht (7) angeordnet ist.  preceding claims, characterized in that an intermediate layer between the counter electrode (4) and the electron transport layer (7) is arranged.
12. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenschicht zwischen der Gegenelektrode (4) und der Elektronentransportschicht (7) angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht ein Alkali- oder Erdalkalimetall, ein Metalloxid oder ein organisches Material umfasst. 12. Optoelectronic component according to one of preceding claims, characterized in that an intermediate layer between the counter electrode (4) and the electron transport layer (7) is arranged, wherein the intermediate layer comprises an alkali or alkaline earth metal, a metal oxide or an organic material.
13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht Ca enthält. 13. Optoelectronic component according to claim 12, characterized in that the intermediate layer contains Ca.
14. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die 14. Optoelectronic component according to one of claims 11 to 13, characterized in that the
Zwischenschicht eine Schichtdicke von 0,5nm bis 5nm aufweist .  Intermediate layer has a layer thickness of 0.5 nm to 5 nm.
15. Optoelektronisches Bauelement nach einem der 15. Optoelectronic component according to one of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher-Transportschicht (6) aus einem organischen oder anorganischen Material ausgebildet ist, wobei die Löcher-Transportschicht (6) undotiert oder p-dotiert ist .  preceding claims, characterized in that the hole transport layer (6) is formed of an organic or inorganic material, wherein the hole transport layer (6) is undoped or p-doped.
16. Optoelektronisches Bauelement nach einem der 16. Optoelectronic component according to one of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronsiche Bauelement eine organische  previous claims, characterized in that the optoelektronsiche device an organic
Solarzelle ist.  Solar cell is.
17. Optoelektronisches Bauelement nach einem der 17. Optoelectronic component according to one of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement aus einer Kombination aus nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin oder pipn- Strukturen besteht, bei der mehrere unabhängige  previous claims, characterized in that the device consists of a combination of nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin or pipn structures, in which several independent
Kombinationen, die mindestens eine i-Schicht enthalten, übereinander gestapelt sind.  Combinations containing at least one i-layer stacked on top of each other.
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