[發明專利]混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池及其制備方法

無效

• 申請號: 201210312940.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102800811A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 于軍勝;李海;鐘建;張繼君;唐海華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

1.?混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，包括透明襯底、透明陽極電極、空穴傳輸層、給體材料層、受體材料層、電子緩沖層和陰極電極，其特征在于：所述給體材料層與受體材料層之間設置有超薄層，所述超薄層由材料A和材料B混合構成。

2.?根據權利要求1所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，其特征在于：材料A的LUMO能級高于或等于給體材料的LUMO能級，材料A的HOMO能級高于給體材料的HOMO能級；材料B的LUMO能級低于受體材料的LUMO能級，材料B的HOMO能級高于或等于受體材料的HOMO能級，材料A的HOMO能級低于材料B的LUMO能級，且要求材料A的HOMO能級與材料B的LUMO能級差在0.1eV～0.4eV之間。

3.?根據權利要求1所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，其特征在于：材料A和材料B的組合為：酞菁鋅與全氟酞菁銅或并五苯與全氟酞菁銅。

4.?根據權利要求1所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，其特征在于：超薄層厚度為0.3nm～10nm。

5.?根據權利要求1所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，其特征在于：所述給體材料是：聚-3己基噻吩、聚(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亞苯基乙撐)、聚[[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基]、酞菁鋅、酞菁銅、聚苯乙烯撐系列材料、聚噻吩系列材料或基于芳環并噻二唑基團中的一種；所述受體材料是：富勒烯衍生物、BBL、PTPTB或含芘酰亞胺聚合物中的一種。

6.?根據權利要求1所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，其特征在于：所述空穴傳輸層為有機導電聚合物薄膜或金屬氧化物薄膜，其中有機導電聚合物薄膜為PEDOT:PSS或PANI類有機導電聚合物薄膜，金屬氧化物薄膜為氧化鉬薄膜或氧化鎳薄膜；所述電子緩沖層是金屬有機配合物、吡啶類、鄰菲咯啉類、噁二唑類或咪唑類化合物材料中的一種材料。

7.?根據權利要求1所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池，其特征在于：所述透明襯底是玻璃或者柔性基片或者金屬片或金屬箔片；所述透明陽極電極是金屬氧化物薄膜；所述陰極電極是鋰、鎂、鈣、鍶、鋁或銦中的一種或由它們組合形成的合金。

8.?根據權利要求1～7任一項所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：?

①先對襯底進行徹底的清洗，清洗后干燥；

②在襯底表面形成陽極；

③在陽極上形成一層空穴傳輸層；

④在空穴傳輸層上形成一層給體材料；

⑤將兩種超薄層材料按一定比例充分混合后在給體材料層上形成島狀的不連續的超薄膜層；

⑥在混合超薄膜層和給體材料層上形成一層受體材料層；

⑦在受體材料層上形成一層電子緩沖層；

⑧在電子緩沖層上形成陰極。

9.?根據權利要求8所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述陽極、陰極是通過真空熱蒸鍍、磁控濺射、等離子體增強的化學氣相沉積、絲網印刷或打印中的一種方法制備。

10.?根據權利要求8所述的混合超薄層摻雜異質結的有機太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述空穴傳輸層、給體材料層、超薄膜層、受體材料層和電子緩沖層是通過等離子體增強的化學氣相沉積、熱氧化、旋涂、真空蒸鍍、旋涂、滴膜、壓印、印刷或氣噴中的一種方法制備。