[發明專利]一種聚合物太陽能電池的光活性層處理方法及其電池的制備方法

在審

• 申請號: 201410121477.5
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103887434A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 孫景陽;胡子陽;諸躍進;黃利克;張科;章艇;賀洪云
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

1.一種聚合物太陽能電池的光活性層處理方法，其特征在于在空氣中室溫條件下進行，步驟為：

a、溶液配制：按質量配比1:4～2:1稱取聚噻吩給體材料和受體材料溶于有機溶劑中配制成質量濃度為8～30mg/ml的溶液，然后超聲攪拌均勻形成混合溶劑；

b、光活性層制備：用吸管吸取配制好的混合溶劑涂滿在沉積好修飾層的導電透明基片上，采用旋涂法進行制備，調節室溫，以及旋涂的轉速和時間，控制溶劑的揮發速度，形成未固化的薄膜，其中室溫為10～40℃，轉速為100～10000rpm，旋涂時間為5～60s，

c、未固化的薄膜中有機溶劑繼續揮發，自然干燥形成固態的厚度為50～300nm的光活性層薄膜。

2.根據權利要求1所述的光活性層處理方法，其特征在于：所述受體材料為富勒烯（C60、C70）及其衍生物（PC60BM、PC70BM）、II-VI族元素化合物納米晶顆粒中的至少一種或者兩者的混合，有機溶劑為氯苯。

3.根據權利要求2所述的光活性層處理方法，其特征在于：所述受體材料為富勒烯衍生物（PC60BM、PC70BM）。

4.根據權利要求1所述的光活性層處理方法，其特征在于：所述室溫為19～25℃，轉速為200～800rpm，旋涂時間為19～30s。

5.根據權利要求1所述的光活性層處理方法，其特征在于：所述自然干燥的時間小于30分鐘。

6.一種利用權利1～5任意一種處理方法的聚合物太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）以玻璃或柔性塑料為襯底，以透明導電膜為前電極，分別在去離子水、乙醇和丙酮超聲清洗干凈；

2）在干燥后的前電極表面采用旋涂法或蒸鍍法制備一層具有良好的空穴或電子傳輸材料作為第一修飾層；

3）在制備好的第一修飾層表面，在空氣中室溫條件下，通過旋涂法制備聚噻吩給體材料和受體材料共混體系作為光活性層，并調節室溫、旋涂成膜的轉速和時間進行旋涂，旋涂后讓薄膜靜置在空氣中自然干燥；其中光活性層的厚度為50～300nm，活性層中聚噻吩給體材料和受體材料的質量比為1:4～2:1；

4）在制備好的光活性層上再通過旋涂法或蒸鍍法制備一層良好的電子或空穴傳輸材料作為第二修飾層；

5）采用蒸鍍法蒸鍍金屬電極作為電池的背電極，背電極厚度為50-1000nm，并依次構成疊層結構，完成電池的制備。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述步驟2）的第一修飾層為聚3，4-乙撐二氧噻吩單體摻雜聚苯乙烯磺酸，第一修飾層的厚度為1～100nm，并完全覆蓋在前電極的表面。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述步驟3）的室溫為10～40℃，轉速為100～10000rpm，旋涂時間為5～60s。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述步驟4）的第二修飾層為LiF，第二修飾層的厚度為1～100nm。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述步驟5）的背電極為鋁，背電極的厚度為90～110nm。