[發明專利]一種乙酰丙酮鉻聚合物太陽電池陽極修飾材料無效

申請號：	201310198695.4	申請日：	2013-05-24
公開（公告）號：	CN103325946A	公開（公告）日：	2013-09-25
發明（設計）人：	譚占鰲;屠逍鶴;李瑋;王福芝	申請（專利權）人：	華北電力大學
主分類號：	H01L51/44	分類號：	H01L51/44;H01L51/46
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種乙酰丙酮聚合物太陽電池陽極修飾材料
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于太陽能電池材料領域，具體涉及到一種乙酰丙酮鉻陽極修飾材料。

背景技術

隨著常規能源的有限性及環保壓力的增加，諸多國家掀起了開發和利用新能源的熱潮。太陽電池作為一種可再生清潔能源的重要利用方式之一，在全球范圍內得到快速的發展。聚合物太陽電池具有成本低（僅為無機太陽電池的10%?-?20%）、重量輕、制作工藝簡單（可采用簡便的溶液旋涂、噴墨打印等方法加工）、可制備成大面積柔性器件等突出優點而備受關注。另外有機材料種類繁多、可設計性強，有希望通過材料的設計和器件結構的優化來提高太陽電池的性能。一旦在能量轉化效率和穩定性方面取得進一步突破，將極大地改變目前的能源結構，引發一場新的能源革命。?

目前通過優化設計合成新型的聚合物給體材料和富勒烯衍生物受體材料以及優化活性層中給受體的微相分離結構，使本體異質結聚合物太陽電池光電轉化效率已經超過10%，接近非晶硅電池的水平。但是，在傳統的本體異質結聚合物太陽電池中，陽極ITO的功函數較低（4.7?eV），導致其不能與大多數共軛聚合物光伏材料的最高占據分子軌道能級（5.0?eV?左右）所匹配。所以人們便常選擇PEDOT:PSS做為陽極修飾層，用以提高陽極的功函數，從而增加太陽電池收集空穴的能力。不足的一點是PEDOT:PSS本身具有一定的酸性，長期使用后會腐蝕陽極ITO，使陽極界面不穩定，最終降低太陽電池的長期穩定性。因此，用高功函數的中性溶液來制備陽極修飾層越來越引起人們的關注。

乙酰丙酮鉻為紫色結晶性粉末，不溶于水，易溶于甲苯、氯苯、二氯苯、和異丙醇等有機溶劑。其二氯苯溶液根據溶液濃度不同分別為無色液體到淺青紫色液體。熔點為212℃，分子式為C₁₅H₂₁CrO₆，分子量為349.36，其結構如式（Ⅰ）所示。我們首次將乙酰丙酮鉻作為陽極修飾層應用于聚合物太陽電池中，表現出優異的光伏性能。

式（Ⅰ）

發明內容:

針對上述現有的傳統本體異質結聚合物太陽能電池中，陽極的功函數不能與大多數共軛聚合物光伏材料的最高占據分子軌道能級匹配，而常被用做為陽極修飾層的材料PEDOT:PSS影響太陽電池的長期穩定性等技術難題，提供一種聚合物太陽能電池陽極修飾材料。

一種聚合物太陽能電池陽極修飾材料，所述陽極修飾材料為乙酰丙酮鉻，其通過溶液加工的方法將乙酰丙酮鉻溶液加工在透明導電電極之上形成乙酰丙酮鉻膜，然后經熱退火、紫外臭氧處理，得到陽極修飾層。

所述乙酰丙酮鉻膜的厚度為10?-500?。

所述乙酰丙酮鉻溶液的溶劑為氯苯、二氯苯、甲苯、三氯甲烷、乙醇、異丙醇中一種或一種以上。

所述乙酰丙酮鉻溶液的濃度為1?-?10?mg/ml

所述溶液加工的方法的方法為旋涂，旋涂的轉速為1000?-?6000?rpm。

所述熱退火的溫度為20-250℃，時間為1分鐘到24小時。

本發明的有益效果為：在聚合物太陽能電池中引入乙酰丙酮鉻作為陽極修飾材料，提高了ITO的功函數，實現了空穴的高效收集；?與現有的PEDOT：PSS相比，本發明還具有修飾層不腐蝕陽極、光電轉換效率高、工藝簡單，成本低廉，實驗重復性好、適合于大規模工業化生產等特點。

附圖說明

圖1為ITO/乙酰丙酮鉻/P3HT:PC₆₀BM/Ca/Al的電流-電壓特性曲線。