[發明專利]一種極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201410121729.4
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103872249A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 于軍勝;鄭毅帆;施薇;鐘建
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;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: 楊保剛

1.一種極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池，其特征在于，該太陽能電池采用正型結構，從下到上依次為：襯底，透明導電陽極ITO，陽極緩沖層，極性緩沖層，光活性層，陰極緩沖層，金屬陰極；所述極性緩沖層材料為如下質量百分比的混合物組成：二甲亞砜95～97?%，乙醇3～5?%；所述極性緩沖層的厚度范圍為1～10?nm。

2.根據權利要求1所述的極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池，其特征在于：所述陽極緩沖層的材料為聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)?(PEDOT:PSS)，厚度范圍為15～50?nm。

3.根據權利要求1所述的極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池，其特征在于：所述光活性層由電子給體材料P3HT與電子受體材料PCBM的混合溶液制備而成，厚度范圍為50～300?nm；所述混合溶液中P3HT和PCBM的質量百分比為1:20～5:1，所述混合溶液的濃度為1～20?mg/ml。

4.根據權利要求1所述的極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池，其特征在于：所述陰極緩沖層的材料為TPBi、BCP、Bphen、Alq3、ZnO或TiO2的一種或多種，厚度范圍為1～20?nm。

5.根據權利要求1所述的極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池，其特征在于：所述金屬陰極的材料為Ag、Al或Cu中的一種或多種，厚度范圍為100～300?nm。

6.根據權利要求1所述的極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池，其特征在于：所述襯底材料為玻璃或透明聚合物，所述透明聚合物的材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂或聚丙烯酸的一種或多種。

7.根據權利要求1-6任一項所述的極性溶劑修飾的有機薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）對由透明襯底及透明導電陽極ITO所組成的基板進行清洗，清洗后用氮氣吹干；

2）在透明導電陽極ITO表面旋轉涂覆、印刷或噴涂陽極緩沖層PEDOT:PSS溶液，并進行烘烤；

3）在陽極緩沖層上旋涂或噴涂極性溶液制備極性溶劑緩沖層；

4）在極性溶劑緩沖層上采用旋涂或噴涂或自組裝或噴墨打印或絲網印刷的方式制備P3HT:PCBM光活性層，并進行烘烤；

5）在光活性層表面旋轉涂覆、印刷或噴涂ZnO或TiO₂溶液，并將所形成的薄膜進行烘烤制備陰極緩沖層，或在光活性層表面采用真空蒸鍍法蒸鍍TPBi、BCP、Bphen、Alq₃制備陰極緩沖層；

6）將基板采用熱退火的方式進行退火處理；

7）在陰極緩沖層上蒸鍍金屬陰極。

8.根據權利要求7所述的有機薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于，?步驟4）所述P3HT:PCBM薄膜烘烤的溫度范圍在20～150?℃。

9.根據權利要求7所述的有機薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟6）所述熱退火溫度范圍為140～170?℃。

10.根據權利要求9所述的有機薄膜太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述熱退火方式采用恒溫熱臺加熱、烘箱加熱、遠紅外加熱、熱風加熱、或微波加熱的一種或多種。