專利名稱：光電轉換元件及其制造方法
技術領域：
本申請的實施方案主要涉及光電轉換元件及其制造方法。
背景技術：
人們已經(jīng)研制出了光電轉換元件如光電電池、有機EL(電致發(fā)光)元件、或光學傳感器。光電轉換元件具有光電轉換層、設置于該光電轉換層的一個表面上的陰極、和設置于該光電轉換層的另一個表面上的陽極。通常使用氧化銦錫(ITO)薄膜作為陽極。使用具有小逸出功的鋁(Al)或使用逸出功比Al小的鎂合金(Mg)作為陰極?，F(xiàn)有技術中公開了一種光電轉換元件，其使用ITO薄膜作為陰極以及使用具有大逸出功的金屬作為陽極。現(xiàn)有技術中公開了一種碳納米管作為廉價的穩(wěn)定的柔性透明電極。這種電極沒有使用在上述ITO薄膜中使用的稀有金屬銦(In)。使用具有未取代石墨烯結構的碳納米管薄膜或平面石墨烯薄膜作為透明電極。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定和高效的光電轉換元件及其制造方法。


當閱讀以下詳細的說明和參考附圖時，本發(fā)明的內容將會清晰可見。圖1顯示了第二實施方案的光電電池的剖視圖。圖2顯示了第三實施方案的有機EL元件的剖視圖。
具體實施例方式以下參考

本發(fā)明的實施方案。只要可能，在這些圖中使用相同的參考數(shù)字或標記表示相同或相似的部分。附圖是概念性的。因而，每個部分的厚度和寬度之間的關系以及各個部分之間的比例不一定與實物相同。如下所述，根據(jù)一個實施方案，光電轉換元件包括光電轉換層、陰極、和陽極。將所述陰極設置于所述光電轉換層的一個表面上，該陰極包括一部分碳原子至少被氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯。將所述陽極設置于所述光電轉換層的另一個表面上。根據(jù)另一個實施方案，光電轉換元件的制造方法包括在基板上形成陰極，在該陰極上形成光電轉換層，和在該光電轉換層上形成陽極。該陰極包括一部分碳原子至少被氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯。以下參考

本發(fā)明的實施方案。通常使用ITO薄膜作為光電轉換元件的陽極。使用Al或者使用Mg合金作為陰極。 ITO薄膜、Al、和Mg合金容易受到水分或氧的氧化。特別是金屬界面容易被氧化。同時，氧化的金屬界面顯著抑制了由此通過的電荷的注入性能，盡管保持了體積導電率。因此，通過混合除水劑、除氧劑等進行密封，從而防止氧化。然而，難以從由施涂形成的光電轉換層中完全去除水分。為了去除水分和氧，這導致短的持續(xù)性和復雜的元件結構，從而導致成本增加和形成易彎曲的問題。一種光電轉換元件包括作為陰極的ITO薄膜和作為陽極的具有大逸出功的金屬。 這種光電轉換元件在ITO薄膜和光電轉換層之間具有η型透明半導體層如氧化鋅(SiO)。 所述透明半導體層使得電荷很容易從陰極注入到光電轉換層。然而，該透明半導體層產(chǎn)生的問題是電阻的增加、效率的降低、ZnO層的不穩(wěn)定性等。另外，ITO薄膜在化學穩(wěn)定性上也有限。該ITO薄膜還具有脆裂和薄膜狀態(tài)下柔性較小的缺點。當利用碳納米管或平面石墨烯薄膜代替ITO薄膜作為穩(wěn)定的柔性透明陽極時，需要使用具有小逸出功的金屬進行密封。這種碳納米管具有未取代的石墨烯結構。所述密封防止石墨烯薄膜發(fā)揮其性能，即廉價和柔性。為了解決傳統(tǒng)的問題，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定、高效的光電轉換元件及其制造方法。第一實施方案根據(jù)第一實施方案，光電轉換元件包括光電轉換層、陰極和陽極。該陰極包括一部分碳原子至少被氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯。將陽極設置于光電轉換層的另一個表面上。在這個實施方案，使用單層石墨烯和/或多層石墨烯作為光電轉換元件的陰極。 在該石墨烯中一部分碳原子至少被氮原子(N)取代。這種具有用氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯的結構體是η型半導體。該結構體的逸出功小于未取代的石墨烯，所述未取代的石墨烯沒有被除了碳原子之外的原子如氮原子取代。這是因為用五價氮原子取代四價碳原子使該氮原子帶正電荷，電子從氮原子逸出到石墨烯的骨架中。因此，當使用該結構體用作陰極時，減少了與光電轉換層的η型半導體層的能量壁壘，由此能夠有效交換電子。在這個實施方案中，單層石墨烯和/或多層石墨烯優(yōu)選是平面的。與曲面石墨烯如碳納米管相比，平面石墨烯可以更容易平衡透明度和電導率。或者，可以使用平面石墨烯和曲面石墨烯的混合物或層疊體。這個實施方案的陰極優(yōu)選是透明的。這是因為可以使用不透明的穩(wěn)定的材料如具有大逸出功的金屬或半導體作為陽極。該石墨烯可以包括單層和/或多層。石墨烯層的層數(shù)越多，導電率越高，但是透光率越低。因而，石墨烯層的層數(shù)優(yōu)選是10層或更少，并更優(yōu)選1-5層。高分辨率透射電子顯微鏡(TEM)觀測可以顯示出在碳納米管中石墨烯層的層數(shù)。 橫截面的TEM觀測可以顯示出在平面石墨烯中石墨烯層的層數(shù)。在這個實施方案中，陰極的逸出功優(yōu)選等于或小于Al。較小的逸出功使得電子在光電轉換層和陰極之間的交換更平穩(wěn)。
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當在單層石墨烯和/或多層石墨烯中取代的氮原子數(shù)較多時，逸出功較小。然而， 當用氮原子過多取代碳原子時，會頻繁地發(fā)生電子散射使得石墨烯的結構化學不穩(wěn)定。這降低了電導率和透明度。因此，氮原子的取代量是優(yōu)選1-30原子％，并更優(yōu)選1-10原子％?？梢杂肵射線光電子光譜法(XPS)測量氮原子的取代量?？梢杂稍?90eV附近的碳原子Cls信號與在400eV附近的氮原子Nls信號的強度比計算C/N比率?？梢允褂镁哂忻鞔_組成的物質作為標準物質，如具有C3N4化學計量組成的碳氮化物。將產(chǎn)品的電極表面用XPS測量。該石墨烯對各種溶劑(例如甲醇)是穩(wěn)定的，從而在通過用溶劑清潔該石墨烯表面去除吸附在該表面上的雜質之后可以對其進行XPS測量。在這個實施方案中，一部分碳原子優(yōu)選進一步用至少一種選自氧原子(0)、硼原子 (B)、磷原子(P)和砷原子(As)的原子取代。除了用氮原子取代之外，用這些類型的原子取代還可以精密地控制逸出功、帶隙、親水性、疏水性等，從而精密地控制光電轉換元件的性能和制造過程。通過高溫法、離子注入法、等離子體法等進行除了氮原子之外的原子取代。可通過 XPS法測量確定取代量以及氮原子的取代。該實施方案優(yōu)選在陰極上形成用于集電的金屬線，由此減少電阻，該金屬線的材料包括金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鎢(W)、鋁(Al)、或這些金屬的合金。該材料與陰極產(chǎn)生歐姆接觸。更優(yōu)選，使用涂敷的^Vg糊劑或各種金屬箔來粘附或壓力粘合。在該實施方案中，優(yōu)選在陰極和光電轉換層之間設置電子注入層。該電子注入層用來減少將電子從陰極注入到光電轉換層(有機EL元件等)的壁壘或減少將電子從光電轉換層注入到透明陰極(光電電池等)的壁壘。該電子注入層還可以防止空穴流以便能夠提高能量轉換效率。對于電子注入層，可以使用堿金屬或堿土金屬鹽，如LiF、NaF, CsF, MgF2、CaF2、CaC03、Cs2C03、ai0、或TW2 ；η型氧化物半導體；或具有用兩個或多個吸電子基團如氟和氰基取代的η-電子系統(tǒng)的低聚物或聚合物。對于該實施方案的陽極，可以使用已知的材料如ITO薄膜。在光電轉換層的一個表面上設置陽極。在其與設置有陰極的表面相對的另一個表面上設置陰極。對于這個陽極，優(yōu)選使用具有相對大逸出功并且對水分、氧等相對穩(wěn)定的金屬、合金、或半導體。這種材料能夠使其無需改善持續(xù)時間和密封，從而能夠降低成本和使其具有柔性。對于陽極，更優(yōu)選使用逸出功大于Al的材料。這種材料對水分和氧更穩(wěn)定。逸出功比Al大的材料的實例包括Cu、Ag、不銹鋼(SUS304、SUS310S、高氮不銹鋼、 用導電的高耐腐蝕性薄膜覆蓋的不銹鋼等)、鋅( )、鈦(Ti)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鎳 (Ni)、這些金屬的合金、ΙΤ0、未取代的平面石墨烯、部分被硼原子取代的平面石墨烯、未取代的碳納米管、和部分被硼原子取代的碳納米管。特別是，該陽極優(yōu)選包括未取代的單層石墨烯或多層石墨烯、或部分被硼原子取代的單層石墨烯或多層石墨烯。未取代的石墨烯的逸出功與石墨近似相等。用硼原子取代的石墨烯具有較大的逸出功并且更優(yōu)選用于陽極。 此外，這兩個電極優(yōu)選都包括能夠使光電轉換元件柔性的石墨烯。逸出功值主要取決于表面結構或其它原子的吸附?？梢允褂瞄_爾文法(振動電容法)、熱離子電子發(fā)射、或光電發(fā)射實驗測量逸出功。在該實施方案中，優(yōu)選在陽極和光電轉換層之間提供空穴注入層。這個空穴注入層用來減少將空穴從陽極注入到光電轉換層(有機EL元件等)的壁壘或減少將空穴從光電轉換層注入到陽極(光電電池等)的壁壘。該空穴注入層具有阻止電子流動的阻隔特性， 從而能夠提高能量轉換效率。對于空穴注入層，可以使用P型半導體如聚(3，4_亞乙二氧基噻吩)和聚(苯乙烯磺酸)(PED0T/PSQ的絡合物、五氧化二釩(V2O5)、或氧化鉬(MoO3)。在該實施方案中，陰極的石墨烯優(yōu)選摻雜有供電子分子或原子?；蛘撸瑑?yōu)選將電子接受分子或原子摻雜到陽極的石墨烯中。該摻雜提高了石墨烯的導電率并且有助于向由石墨烯構成的每個電極注入電子和空穴。所述供電子分子包括酞菁、二茂絡鐵、嚇啉、TTFs、苯二胺、叔胺。供電子物質包括堿金屬、堿土金屬、鋁、鋅、鐵。對于金屬，可以使用離子或納米顆粒。電子接受物質包括TCNQs、醌、鹵素分子、苯醌二亞胺、硝酸、鹽酸、硫酸、高氯酸。將鹵素分子引入原子(離子)狀態(tài)如氯離子。特別是，電子接受分子優(yōu)選偏心位于陰極的側面。 這使得能夠有效地電荷分離和電荷注入。在該實施方案中，陽極優(yōu)選是透明的。該透明度能夠使陰極和陽極都是透明。例如，可以利用光通過光電電池中的兩個電極來發(fā)電，而由于在有機EL元件等中的透明體可使光發(fā)射到這兩個電極上。該實施方案的光電轉換元件特別有效用于窗等。當該實施方案的光電轉換元件有效用于光學傳感器時，可以層疊測量不同波長的元件。該實施方案的光電轉換層可以包括常規(guī)已知的材料，優(yōu)選至少包括η型材料和ρ 型材料。另外，該η型和ρ型材料用作堆疊層，或各個η型材料和ρ型材料優(yōu)選在一層中是基本上相分離的。能夠有效電荷分離和電荷注入的光電轉換層的實例包括體相異質結有機薄膜層、硅半導體、諸如InGaAs、GaAs、黃銅礦類、CdTe類、InP類和SiGe類的無機化合物半導體、含量子點的類型、和染料敏化的類型。所有這些實例都具有高的能量轉換效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。在有機EL元件作為一個實例中，可以使用由真空沉積形成的低分子薄膜、由涂敷形成的聚合物薄膜、和無機化合物半導體。在所有實例中，效率是高的，并且由于甚至在沒有除水劑或除氧劑的情況下容易密封，因此可以減少輸出損耗。在該實施方案中，光電轉換層優(yōu)選包括有機薄膜。用于陰極和陽極的石墨烯具有稠合苯環(huán)結構并且易于與有機薄膜相互作用。該有機薄膜具有用于光電轉換層的芳環(huán)。石墨烯可以形成透明界面。該實施方案的光電轉換層優(yōu)選包括通過涂敷形成的元件。通過涂敷形成該光電轉換層能夠實現(xiàn)大面積和低成本。然而，雖然在涂敷過程中難以完全消除水分和氧的副作用， 但是可以通過該實施方案的對水分和氧穩(wěn)定的陰極來減少該副作用。在該實施方案中，優(yōu)選密封陰極、光電轉換層和陽極，優(yōu)選沒有放置除水劑或除氧齊U。這免去了這些試劑和結構材料空間，從而能夠獲得更柔性和廉價的元件?？赏ㄟ^用固化的環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚烯烴等模塑整個光電轉換元件來密封陰極、光電轉換層和陽極。根據(jù)該實施方案，光電轉換元件的制造方法包括以下步驟在基板上形成陰極，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)薄膜、或透明聚酰亞胺(PI)薄膜，該陰極包括單層石墨烯和/或多層石墨烯，所述石墨烯的一部分碳原子至少被氮原子取代；在所述陰極上形成光電轉換層；和在所述光電轉換層上形成陽極。
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這個方法不損壞光電轉換層并且可以與陰極形成良好的電接觸?？梢杂美缫韵路椒ㄉa(chǎn)用于陰極的部分被氮原子取代的單層石墨烯和/或多
層石墨烯。部分被氮原子取代的單層石墨烯最初是通過利用銅箔作為堿催化劑層和利用氨、 甲烷、氫和氬的混合反應氣體通過化學氣相沉積(CVD)法生產(chǎn)的。在氨和氬的混合氣體中被加熱之后，將單層石墨烯在氬氣流中干燥。優(yōu)選通過激光輻照加熱來預先對銅箔的表面退火以生長銅箔的晶粒。在將得到的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜和單層石墨烯壓力粘合后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到 PET薄膜上。重復同樣的步驟通過層疊可獲得多層石墨烯。在獲得的石墨烯上形成用于集電的金屬線中，印刷導電Ag糊劑，或壓力粘合導電帶如Al箔。或者，部分被氮原子取代的石墨烯的生產(chǎn)方法可以使用低分子氮化合物作為CVD 的原料。所述低分子氮化合物的實例包括吡啶、甲胺、乙二胺、和代替氨氣的尿素，或包括乙烯、乙炔、甲醇和乙醇。也可以如下生產(chǎn)石墨烯。用旋涂法使石墨烯氧化物的分散體水溶液在金屬(例如 Cu)上形成薄膜。隨后，為了石墨烯的氮取代，在氨、氫和氬的混合氣體中加熱該薄膜。同樣將該薄膜轉移到PET薄膜上以獲得單層石墨烯，而不是利用CVD法的上述方法?；蛘?，通過在氮等離子體中處理未取代的石墨烯薄膜來生產(chǎn)該石墨烯?；蛘?，該石墨烯可以通過以下方法來生產(chǎn)通過在氨、甲烷、氫和氬的混合氣體中在銅箔上提供微波，由此形成等離子體以產(chǎn)生要轉移到PET薄膜的氮取代的石墨烯薄膜。此外，還可以用例如以下方法生產(chǎn)用于陽極的未取代的單層石墨烯和/或多層石墨煉。單層石墨烯最初是通過利用銅箔作為堿催化劑層和利用甲烷、氫、和氬的混合反應氣體通過CVD法生產(chǎn)的。在將PET薄膜和單層石墨烯壓力粘合后，溶解Cu以將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。重復同樣的步驟通過層疊可獲得多層石墨烯。為了在石墨烯上形成用于集電的金屬線，印刷導電糊劑如Ag，或壓力粘合導電帶如Al箔。同時，在乙硼烷、甲烷、氫和氬的混合反應氣體中生產(chǎn)部分被硼原子取代的石墨火布。為了在陰極和光電轉換層之間形成電子注入層，使用根據(jù)該實施方案的方法。該方法包括在形成陰極之后和在該陰極上形成光電轉換層之前形成電子注入層。在光電轉換層和陽極之間形成空穴注入層的情況下，根據(jù)該實施方案的方法包括在光電轉換層上形成陽極之前形成空穴注入層。在形成各個層即電子注入層和形成空穴注入層之后，優(yōu)選在壓力粘合的同時加熱或在壓力粘合之后加熱各個層以使彼此間的界面產(chǎn)生良好的電接觸。這能夠使其之間的界面產(chǎn)生良好的電接觸。在該實施方案中，優(yōu)選在陰極上形成光電轉換層之后形成第二光電轉換層。形成第二光電轉換層能夠進一步改善效率和不同波長的光的吸收/發(fā)射。這兩個光電轉換層可以彼此直接接觸，或可以經(jīng)由導電層形成，或可以具有緩沖層如超薄絕緣層。優(yōu)選在層疊這兩層的期間或在層疊之后加熱這兩個光電轉換層。這能夠使得彼此之間的界面產(chǎn)生良好的電接觸。
該第二光電轉換層可以包括與另一個光電轉換層相同的材料和結構或可以包括不同的材料和結構。或者，可以使用碳納米管代替用于陰極的部分被氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯。在這種情況下，通過CVD法在含氨的氣流中生產(chǎn)該碳納米管，使得產(chǎn)生的碳納米管的尺寸盡可能均一。通過旋涂或浸涂法涂敷均一尺寸的納米管以形成透明電極。以下，說明將第一實施方案的光電轉換元件應用于光電電池和有機EL元件的兩個實施方案。第二實施方案圖1是顯示根據(jù)第二實施方案的成為光電轉換元件的光電電池10的剖視圖。光電電池10是用作使光能轉換成電的光電電池的元件。光能是光L的能量，如入射到電池上的太陽光。光電電池10包括光電轉換層11、在光電轉換層11的一個表面上提供的陰極(前電極)12、和在陰極12與光電轉換層11的另一側上提供的陽極(背電極)13。光電轉換層 11是將入射光L的光能轉換成電以產(chǎn)生電流的半導體層。光電轉換層11通常包括ρ型半導體層Ila和η型半導體層lib。通常，在半導體層Ila和lib之間的界面大致如圖1所示，以便提高光吸收性能。在光電轉換層11和陰極12之間提供電子注入層14。另外，在光電轉換層11和陽極13之間提供空穴注入層15。應該注意，可以使用本實施方案的光電電池作為光學傳感器。石墨烯薄膜對可見光至紅外線是透明的，從而當要使用的光電轉換層對紅外線敏感時，可以使用該光電電池作為紅外傳感器。第三實施方案圖2是顯示根據(jù)第三實施方案的成為光電轉換元件的有機EL元件20的剖視圖。有機EL元件20是用作將輸入到該元件的電能轉換成光的發(fā)光元件。有機EL元件20包括光電轉換層21、在光電轉換層21的一個表面上提供的陰極 (前電極)22、和在陰極22與光電轉換層21的另一側上提供的陽極(背電極)23。光電轉換層21是有機薄膜層，以便使從前電極注入的電子與從背電極注入的空穴重新組合，從而將電能轉換成光。光電轉換層21通常包括ρ型半導體層21a和η型半導體層21b。在光電轉換層21和陰極22之間提供電子注入層M。另外，在光電轉換層21和陽極23之間提供空穴注入層25。下面用實施例和比較例更具體地說明這些實施方案。實施例1在如圖1所示的光電電池10中，陰極12是將部分被氮原子取代的平面單層石墨烯轉移到PET薄膜的片材。通過利用Cu箔作為堿催化劑層，在氨、甲烷、氫和氬 (15 60 65 200ccm)的混合反應氣流中在1000°C下5分鐘的CVD，來形成被氮原子取代的平面單層石墨烯。隨后，在氨和氬的混合氣流中在1000°C下處理該石墨烯5分鐘之后，將石墨烯在氬氣流中冷卻。通過激光輻照加熱來預先使銅箔的表面退火以生長銅箔的晶粒。在將PET薄膜(150μπι厚)和單層石墨烯壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。通過重復同樣的步驟將 4個單層石墨烯層疊到PET薄膜上。用X射線光電子光譜法(XPQ估算在這些形成條件下
8的氮原子摻雜量(N/C原子比)是1-4原子％。用紫外光電子光譜法(UPS)在真空中測量逸出功，其等于或小于Al的逸出功。隨后，通過印刷導電Ag糊劑形成用于集電的金屬線。陽極13是在其上將未取代的平面單層石墨烯轉移到PET薄膜的片材。未取代的單層石墨烯是通過利用銅箔作為堿催化劑層在甲烷、氫和氬的混合反應氣體中的CVD而形成的。在將PET薄膜和單層石墨烯壓力粘合之后，溶解Cu，以將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。通過重復同樣的步驟將4個單層石墨烯層疊到PET薄膜上。隨后，通過印刷導電Ag糊劑形成用于集電的金屬線。通過將TiO2薄膜(IOnrn厚)施加到陰極12上作為電子注入層(空穴阻擋層)14 和將(6，6')-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)即η型半導體施加到電子注入層14上作為光電轉換層Ila來形成光電轉換層11 (120nm厚)。用旋涂將聚-3-己基噻吩(P3HT)即ρ型聚合物半導體施加在光電轉換層Ila上作為光電轉換層lib。這時，使用可以溶解ρ型和η 型半導體的1，2-二氯苯溶劑以便使ρ型和η型半導體之間的界面變大?；蛘?，可以在形成 η型半導體層表面之后施加ρ型半導體層以便通過納米壓印等提供具有物理細密不規(guī)則結構的表面?；蛘?，可以通過直接用旋涂法施涂Ρ3ΗΤ和PCBM的混合溶液來形成光電轉換層 11。通過旋涂在陽極13上施加并形成聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸) 絡合物(PED0T PSS)薄膜(50nm厚)作為空穴注入層15。隨后，在減壓和80°C下進行層壓以便使光電轉換層11與空穴注入層15彼此接觸，從而制造光電電池10。 同時，用環(huán)氧樹脂密封每層的邊緣表面。隨后，在其上具有陰極12和陽極13的PET薄膜的表面上粘附抗反射膜(沒有顯示)°這個實施例的光電電池10具有兩個透明表面以便有效利用這兩個表面上的光。 該光電電池10具有高的能量轉換效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因而，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例1作為對比，當使用未取代的石墨烯代替部分被氮原子取代的多層石墨烯作為實施例1中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例2在圖2所示的有機EL元件20中，與實施例1 一樣形成陰極22和陽極23。在陰極22上沉積LiF(l. 5nm)作為電子注入層對。在層M上沉積三(8_羥基喹啉)鋁(Alq3)作為層21a。Alq3用作η型半導體以輸送電子。在層21a上沉積N， N' -二-1-萘基-N，N' - 二苯基-1，1' - 二苯基-4，4' -二胺(NPD) (30nm)作為層 21b。 NPD層21b用作ρ型半導體以輸送空穴并且作為發(fā)光層。通過旋涂將聚(3，4_亞乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)絡合物(PED0T/PSS)薄膜(50nm)施加到陽極23上作為空穴注入層25。在減壓和80°C下進行層壓以便使光電轉換層21和空穴注入層25彼此接觸，從而制造有機EL元件20。同時，用環(huán)氧樹脂密封每層的邊緣表面。此外，在其上具有陰極22和陽極23的PET薄膜的表面上粘附薄膜(沒有顯示)。 該薄膜具有粗糙表面以便可以提高有機EL元件20的光提取效率。
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這個實施例的有機EL元件20能夠兩面發(fā)光并且具有高的發(fā)光效率。該有機EL 元件20保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機 EL元件20是輕便和柔性的。比較例2作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例2中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例3除了使用部分被氮原子取代的單層石墨烯、不銹鋼箔(SUS304)、和MoO3真空沉積膜(IOnm)分別作為陰極12、陽極13和空穴注入層15之外，與實施例1 一樣制造如圖1所示的光電電池10。在這個實施例的光電電池10中，雖然沒有利用來自陽極13的光，但是可以利用從陽極反射的光。因此，該光電電池10具有高的能量轉換效率。光電電池10保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例3作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例3中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例4除了使用部分被氮原子取代的單層石墨烯、不銹鋼箔(SUS304)、和MoO3真空沉積膜(IOnm)分別作為陰極22、陽極23和空穴注入層25之外，與實施例2—樣制造如圖2所示的有機EL元件20。在這個實施例的有機EL元件20中，雖然光不是從陽極23發(fā)射，但是從陽極23反射光，從而增加了陰極22的發(fā)光量。因此，該有機EL元件20具有高的發(fā)光效率。該有機 EL元件20保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例4作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例4中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例5在如圖1所示的光電電池10中，陰極12是將部分被氮原子和硼原子取代的平面單層石墨烯轉移到PET薄膜的片材。通過利用Cu箔作為堿催化劑層，在氨、甲烷、乙硼烷、氫和氬(15 60 15 65 200ccm)的混合反應氣流中在1000°C下5分鐘的CVD來形成被氮原子和硼原子取代的平面單層石墨烯。隨后，在氨和氬的混合氣流中在1000°C下處理石墨烯5分鐘之后，將該石墨烯在氬氣流中冷卻。通過激光輻照加熱來預先使銅箔的表面退火以生長銅箔的晶粒。在將PET薄膜(150μπι厚)和單層石墨烯壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。通過重復同樣的步驟將4個單層石墨烯層疊到PET薄膜上。用X射線光電子光譜法(XPS)估算在這些條件下的氮原子和硼原子的摻雜量是2-5原子％。用UPS在真空中測量逸出功， 其等于或稍稍大于Al的逸出功。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線。
如下生產(chǎn)陽極13。通過利用Cu箔作為堿催化劑層，在甲烷、乙硼烷、氫和氬 (60 15 65 200ccm)的混合反應氣流中在1000°C下5分鐘的CVD來形成被硼原子取代的平面單層石墨烯。隨后，在乙硼烷和氬的混合氣體流中在1000°c下處理石墨烯5分鐘之后，將該石墨烯在氬氣流中冷卻。通過激光輻照加熱來預先使銅箔的表面退火以生長銅箔的晶粒。在將PET薄膜(150μπι厚)和單層石墨烯壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。通過重復同樣的步驟將4個單層石墨烯層疊到PET薄膜上。用X射線光電子光譜法(XPQ估算在這些條件下的氮原子和硼原子的摻雜量(B/C原子比)是1-4原子％。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線。通過旋涂將碳酸銫水溶液施加在陰極12上作為電子注入層14。隨后，通過旋涂施加PCBM和Ρ3ΗΤ的混合溶液作為第一光電轉換層，其膜厚度為60nm。通過旋涂將PEDOT PSS薄膜(50nm厚)施加在陽極13上作為空穴注入層15。 隨后，通過旋涂在其上進一步施加PCBM和P3HT的混合溶液以形成第二光電轉換層，其膜厚度為60nm。將這兩個光電轉換層疊合以便彼此接觸。隨后，在減壓和80°C下進行層壓以生產(chǎn)光電轉換層11。由此，制造光電電池10。同時，用環(huán)氧樹脂密封每層的邊緣表面。這個實施例的光電電池10具有兩個透明表面以便有效利用這兩個透明表面的光。該光電電池10具有高的能量轉換效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例5作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例5中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例6除了使用4層部分被氮原子和硼原子取代的石墨烯和4層部分被硼原子取代的石墨烯分別作為實施例2中的陰極22和陽極23之外，與實施例2 —樣制造如圖2所示的有機EL元件20。與實施例5 —樣生產(chǎn)陰極22和陽極23。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率。該有機EL元件20還保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例6作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例6中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例7除了使用2-6層部分被氮原子和氧原子取代的石墨烯的混合物作為陰極12之外， 與實施例3 —樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明陰極12的生產(chǎn)方法。如下生產(chǎn)陰極12。將通過氧化石墨而獲得的石墨烯氧化物分散于水中。將分散于水中的石墨烯氧化物通過旋涂施加在銅箔上。在氨、氫和氬(30 60 200ccm)的混合
11反應氣流中將銅箔上的石墨烯在800°C下處理10分鐘之后，在氬中冷卻該處理的石墨烯。 在將PET薄膜(150 μ m厚)和Cu箔壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。橫截面TEM觀測顯示出石墨烯層是 2-6層的混合物。用X射線光電子光譜法(XPS)估算氮原子和氧原子的摻雜量(N/C原子比和0/C原子比)分別是2-5原子％和0.5-2原子％。使用UPS在真空下測量逸出功，其等于或稍稍大于Al的逸出功。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線?？梢院苋菀椎刂圃爝@個實施例的光電電池10并且其具有高的能量轉換效率。該光電電池10具有高的能量轉換效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例7作為對比，當使用由石墨烯氧化物制成的未被氮取代的石墨烯作為實施例7中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例8除了使用2-6層部分被氮原子和氧原子取代的石墨烯的混合物作為陰極22之外， 與實施例4 一樣制造如圖2所示的有機EL元件20。與實施例7 —樣形成陰極22。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例8作為對比，當使用由石墨烯氧化物制成的未被氮取代的石墨烯作為實施例8中的陰極22時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例9除了使用2-6層部分被氮原子、氧原子和磷原子取代的石墨烯的混合物作為陰極 12之外，與實施例3 —樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明陰極12的生產(chǎn)方法。如下生產(chǎn)陰極12。將通過氧化石墨而獲得的石墨烯氧化物分散于水中。將分散于水中的石墨烯氧化物通過旋涂施加到銅箔上。在氨、磷化氫、氫、和氬 (30 10 60 200ccm)的混合反應氣中將在銅箔上施加的石墨烯氧化物于800°C下處理10分鐘之后，在氬氣流中冷卻該處理的石墨烯。在將PET薄膜(150μπι厚)和Cu箔壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到PET薄膜上。橫截面TEM觀測顯示出石墨烯層是2-6層的混合物。用X射線光電子光譜法(XPS)估算氮原子、氧原子和磷原子的摻雜量(N/C原子比、0/C原子比和P/C原子比) 分別是1-4原子％、0. 5-2原子％和0. 3-0. 9原子％。使用UPS在真空下測量逸出功，其等于或稍稍大于Al的逸出功。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線。可以很容易地制造這個實施例的光電電池10。該光電電池10具有高的能量轉換效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例9作為對比，當使用由石墨烯氧化物制成的未被氮取代的石墨烯作為實施例9中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。
實施例10除了使用2-6層部分被氮原子、氧原子和磷原子取代的石墨烯層的混合物作為陰極22之外，與實施例4 一樣制造如圖2所示的有機EL元件20。與實施例9 一樣生產(chǎn)陰極 22。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率。該有機EL元件20保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例10作為對比，當使用由石墨烯氧化物制成的未被氮取代的石墨烯作為實施例10中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例11除了使用2-6層部分被氮原子、氧原子和磷原子取代的石墨烯的混合物作為陰極 12之外，與實施例3 —樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明陰極12的生產(chǎn)方法。如下生產(chǎn)陰極12。將通過氧化石墨而獲得的石墨烯氧化物分散于水中。將分散于水中的石墨烯氧化物通過旋涂施加到銅箔上。在包含氨、砷、氫和氬 (30 10 60 200ccm)的混合反應氣流中將銅箔上的石墨烯氧化物于800°C下處理10 分鐘之后，在氬氣流中冷卻該處理的石墨烯。在將PET薄膜(150μπι厚)和Cu箔壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解Cu，從而將單層石墨烯轉移到 PET薄膜上。橫截面TEM觀測顯示出石墨烯層是2-6層的混合物。用X射線光電子光譜法 (XPS)估算氮原子、氧原子和砷原子的摻雜量(N/C原子比、0/C原子比和AS/C原子比)分別是1-4原子％、0. 5-2原子％和0. 2-0. 7原子％。使用UPS在真空下測量逸出功，其等于或稍稍大于Al的逸出功。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線?？梢院苋菀椎刂圃爝@個實施例的光電電池10并且其具有高的能量轉換效率。該光電電池10保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例11作為對比，當使用由石墨烯氧化物制成的未被氮取代的石墨烯作為實施例11中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例12除了使用2-6層部分被氮原子、氧原子和砷原子取代的石墨烯的混合物作為陰極 22之外，與實施例4 一樣制造如圖2所示的有機EL元件20。與實施例11 一樣生產(chǎn)陰極 22。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例12作為對比，當使用由石墨烯氧化物制成的未被氮取代的石墨烯作為實施例12中的陰極22時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例13
13
除了使用4層疊合的部分用氮原子取代并且用鎂摻雜的石墨烯、4層疊合的摻雜有硝酸的未取代石墨烯、和MoO3分別作為陰極12、陽極13、和空穴注入層15之外，與實施例1 一樣制造如圖1所示的光電電池10。通過在4層疊合的部分被氮取代的石墨烯上真空沉積金屬鎂來使鎂摻雜到陰極 12內。當用TEM觀測陰極12時，在其中看到納米尺寸的金屬顆粒。此外，將4層疊合的未取代石墨烯浸入稀硝酸水溶液中用于使硝酸摻雜到陽極13內。這個實施例的光電電池10具有高的能量轉換效率。該光電電池10保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例13作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例13中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例14除了使用4層疊合的部分用氮原子取代并且用鎂摻雜的石墨烯、4層疊合的摻雜有硝酸的未取代石墨烯、和MoO3分別作為陰極22、陽極23、和空穴注入層25之外，與實施例2 —樣制造如圖2所示的有機EL元件20。通過在4層疊合的部分被氮取代的石墨烯上真空沉積金屬鎂來使鎂摻雜到陰極 12內。當用TEM觀測陰極12時，在其中看到納米尺寸的金屬顆粒。為了使硝酸摻雜到陽極 23內，將4層疊合的未取代石墨烯浸入稀硝酸水溶液中。這個實施例的有機EL元件20能夠兩面發(fā)光并且具有高的發(fā)光效率。該有機EL 元件20保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機 EL元件20是輕便和柔性的。比較例14作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例14中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例15除了使用包含單層碳納米管的電極作為陽極13之外，與實施例1 一樣制造如圖1 所示的光電電池10。通過將單層碳納米管和PEDOT PSS的混合物的水分散體通過旋涂施加到PET薄膜上來生產(chǎn)陽極13。所述混合物具有3 1的重量比。這個實施例的光電電池10具有高的能量轉換效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例15作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例15中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例16除了使用包含單層碳納米管的電極作為陽極23之外，與實施例2 —樣制造如圖2 所示的有機EL元件20。通過將單層碳納米管和PEDOT PSS的混合物的水分散體用旋涂施加到PET薄膜上來生產(chǎn)陽極23。該混合物具有3 1的重量比。這個實施例的有機EL元件20能夠兩面發(fā)光并且具有高的發(fā)光效率。該有機EL元件20保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機 EL元件20是輕便和柔性的。比較例16作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例16中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例17除了使用鉬/不銹鋼薄膜和CIGS薄膜分別作為陽極13和光電轉換層11之外，與實施例1 一樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明光電電池10的制造方法。在不銹鋼(SUS304)箔上沉積鉬以形成陽極13。在陽極13上形成Cu-Ga薄膜和 h薄膜。將硒引入該Cu-fei和h薄膜中以形成CIGS薄膜作為光電轉換層11。形成CdS 薄膜作為電子注入層14。與實施例1 一樣，在PET薄膜上形成部分被氮原子取代的石墨烯層。在減壓和80°C下使形成的石墨烯層經(jīng)受真空層壓以制造光電電池10。這個實施例的光電電池10具有高的能量轉換效率。該光電電池10保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例17作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例17中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例18除了使用薄硅膜作為光電轉換層11之外，與實施例1 一樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明光電電池10的制造方法。在陰極12上形成微晶(n-i-p)硅層和緩沖(氧化物膜)層。在陽極13上形成非晶型(p-i-n)硅層。在減壓和100°C下進行真空層壓以便使緩沖(氧化物膜)層與微晶 (n-i-p)硅層彼此接觸，從而制造光電電池10。這個實施例的光電電池10具有高的能量轉換效率。該光電電池10保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例18作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例18中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例19除了使用通過不同方法生產(chǎn)的部分被氮原子取代的單層石墨烯和耐腐蝕的不銹鋼箔分別作為陰極12和陽極13之外，與實施例1 一樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明陰極12的生產(chǎn)方法。通過利用Cu箔作為堿催化劑層，在甲烷、氫和氬(60 65 200ccm)的混合反應氣流中在1000°c下5分鐘的CVD來生產(chǎn)陰極12。其后，在氬氣流中冷卻得到的陰極12。通過激光輻照加熱來預先使銅箔的表面退火以生長銅箔的晶粒。隨后，在氮等離子體(0. 1毫
15巴)中利用磁控濺射系統(tǒng)(13. 56MHz，150W)中將冷卻的陰極12處理30分鐘。在將PET薄膜(150 μ m厚)和Cu箔壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解 Cu，從而使石墨烯層轉移到PET薄膜上。用X射線光電子光譜法(XPQ估算氮原子的摻雜量(N/C原子比)是0.5-3原子％。使用UPS在真空下測量逸出功，其等于或稍稍小于Al 的逸出功。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線?？梢院苋菀椎刂圃爝@個實施例的光電電池10。該光電電池10具有高的能量轉換效率，該光電電池10還保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧齊U。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例19為了對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例19中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例20除了使用通過不同方法生產(chǎn)的部分被氮原子取代的單層石墨烯和耐腐蝕的不銹鋼箔分別作為陰極22和陽極23之外，與實施例2 —樣制造如圖2所示的有機EL元件20。 光電轉換層21與實施例4中的相同。與實施例19 一樣生產(chǎn)陰極22。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率，保持了相對長期的輸出，而容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例20作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例20中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例21除了使用通過不同方法生產(chǎn)的部分被氮原子取代的單層石墨烯作為陰極12之夕卜，與實施例3 —樣制造如圖1所示的光電電池10。下面具體說明陰極12的生產(chǎn)方法。通過利用Cu箔作為堿催化劑層，在吡啶、乙烯、氫和氬(15 60 65 200ccm) 的混合反應氣流中在1000°C下5分鐘的CVD來生產(chǎn)陰極12。其后，在氬氣流中冷卻得到的陰極12。通過激光輻照加熱來預先使銅箔的表面進行退火以生長銅箔的晶粒。在將PET薄膜(150 μ m厚)和Cu箔壓力粘合之后，將該壓力粘合體浸在氨堿性氯化銅蝕刻劑中以溶解 Cu，從而將石墨烯層轉移到PET薄膜上。用X射線光電子光譜法(XPQ估算氮原子的摻雜量(N/C原子比)是1-3原子％。使用UPS在真空下測量逸出功，其等于或稍稍小于Al的逸出功。隨后，使用Al帶通過壓力粘合來形成用于集電的金屬線。可以很容易地制造這個實施例的光電電池10并且其具有高的能量轉換效率。該光電電池10保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該光電電池10是輕便和柔性的。比較例21作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例21中的陰極12時，能量轉換效率減少了一半或更小。實施例22除了使用通過不同方法生產(chǎn)的部分被氮原子取代的單層石墨烯作為陰極22之
16夕卜，與實施例4 一樣制造如圖2所示的有機EL元件20。與實施例21 —樣形成陰極22。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率，保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。比較例22作為對比，當使用未取代的石墨烯作為實施例22中的陰極22時，發(fā)光效率減少了一半或更小。實施例23除了使用聚合物發(fā)光層和碳酸銫分別作為光電轉換層21和電子注入層M之外， 與實施例6 —樣制造如圖2所示的有機EL元件20。下面具體說明光電轉換層21和電子注入層M的生產(chǎn)方法。與實施例6 —樣使用4層部分被氮原子和硼原子取代的石墨烯作為陰極22。在該 4層石墨烯上通過旋涂施加碳酸銫水溶液以形成電子注入層M。在電子注入層M上，通過旋涂施加作為P型聚合物的聚(9-乙烯基咔唑)、作為η型低分子化合物的由化學式1表示的噁二唑衍生物、和由化學式2表示的磷光發(fā)光劑的混合溶液(以10 5 1的重量比) 以形成光電轉換層21。這個實施例的有機EL元件20具有高的發(fā)光效率。該有機EL元件20還保持了相對長期的輸出，而且容易密封且甚至無需除水劑或除氧劑。因此，該有機EL元件20是輕便和柔性的。
權利要求
1.一種光電轉換元件，其包括 光電轉換層；設置于所述光電轉換層的一個表面上的陰極，所述陰極包括一部分碳原子至少被氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯；和設置于該光電轉換層的另一個表面上的陽極。
2.根據(jù)權利要求1的元件，其中所述單層石墨烯和/或多層石墨烯是平面的。
3.根據(jù)權利要求1的元件，其中所述陰極的逸出功等于或小于鋁的逸出功。
4.根據(jù)權利要求1的元件，其中一部分碳原子進一步被至少一種選自氧原子、硼原子、 磷原子和砷原子的原子取代。
5.根據(jù)權利要求1的元件，其還包括在所述陰極和光電轉換層之間提供的電子注入層。
6.根據(jù)權利要求1的元件，其中所述陽極包括選自未取代的單層石墨烯、未取代的多層石墨烯、用硼原子取代的單層石墨烯和用硼原子取代的多層石墨烯中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求1的元件，其中所述陰極的石墨烯摻雜有供電子分子或原子，或者所述陽極的石墨烯摻雜有電子接受分子或原子。
8.一種光電轉換元件的制造方法，其包括在基板上形成陰極，所述陰極包括一部分碳原子至少被氮原子取代的單層石墨烯和/ 或多層石墨烯；在所述陰極上形成光電轉換層；和在所述光電轉換層上形成陽極。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其還包括在形成所述陰極之后和在該陰極上形成所述光電轉換層之前形成電子注入層。
10.根據(jù)權利要求8或9的方法，其還包括在所述陰極上形成所述光電轉換層之后形成第二光電轉換層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電轉換元件，其包括光電轉換層、陰極和陽極。所述陰極設置在所述光電轉換層的一個表面上，其包括一部分碳原子至少被氮原子取代的單層石墨烯和/或多層石墨烯。所述陽極設置于該光電轉換層的另一個表面上。
文檔編號H01L51/54GK102456753SQ201110329938
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者內藤勝之 申請人:株式會社東芝