[發(fā)明專利]一種具有形狀記憶效應(yīng)的無氧化銦錫聚合物太陽能電池的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510527706.8
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105226185A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷勁松;高會;劉彥菊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01L51/00
• 分類號: H01L51/00;H01L51/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無氧化銦錫聚合物太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)

形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymer)是一類新型功能高分子材料，這類材料受到溫度、光、電、溶劑、磁等環(huán)境刺激時，能夠做出相應(yīng)的響應(yīng)，從而恢復(fù)到預(yù)先設(shè)定的形狀。形狀記憶聚合物不僅變形量大、賦形容易、形狀響應(yīng)溫度便于調(diào)整，而且具有保溫、絕緣性能好、不銹蝕、易著色、可印刷、質(zhì)輕價廉等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、信息、醫(yī)療、柔性電子、光電產(chǎn)品等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

柔性電子(Flexibleelectronics)可概括為是將有機(jī)/無機(jī)材料電子器件制作在柔性/可延性基板上(包括塑料和薄金屬板)的新興電子技術(shù)，包括柔性電子顯示器、柔性發(fā)光二極管，柔性太陽能電池板，印刷RFID等。現(xiàn)如今高電學(xué)性能、高力學(xué)性能的柔性、可變形、可紡織電子成為了研究的焦點(diǎn)：(1)Takaosomeya等在《AdvancedMaterials》雜志2014,26,4967-4973報(bào)道了以形狀記憶聚合物為基板，制備了門電極為鋁(Al)，漏/源電極為金(Au)的有機(jī)薄膜二極管，可用于生物體健康等監(jiān)測的柔性生物電子設(shè)備；(2)WalterVoit等在《AdvancedMaterials》雜志2013,25,3095–3099報(bào)道了以形狀記憶聚合物為基板，制備了門電極為金(Au)，漏/源電極為金(Au)的有機(jī)薄膜二極管，并研究了其變形回復(fù)周期對電學(xué)性能的影響，同時指出了其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)信號放大方面的應(yīng)用；(3)WalterE.Voit，TaylorWare等在《MacromolecularMaterialsandEngineering》雜志2012,297,1193–1202報(bào)道了形狀記憶聚合物的合成和表征，并以它為基板制備了用來監(jiān)測神經(jīng)活動的柔性神經(jīng)壓脈袋電極。

隨著傳統(tǒng)非可再生能源的日益枯竭，發(fā)展新的清潔能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源是解決能源危機(jī)最有效的途徑，近年來，太陽能的開發(fā)和利用尤為突出，柔性聚合物太陽能電池的研究也因此受到越來越多的關(guān)注。目前而言，聚合物太陽能電池的制備大多采用高導(dǎo)電的氧化銦錫(ITO)作為陽極材料，然而ITO除了價格昂貴之外，ITO薄膜較高的脆性也是其致命缺點(diǎn)，因此限制了高能量轉(zhuǎn)換率、柔性、可變形太陽能電池的發(fā)展與應(yīng)用，所以尋求ITO材料的替代者受到越來越多研究小組的青睞：(1)YiwangChen在《ChemistryofMaterials》雜志2014,26,6293-6302報(bào)道了采用大尺寸、高導(dǎo)電性、高柔性、透明的PEDOT/PSS/CNTs做為陽極材料制備了無ITO高能量轉(zhuǎn)換效率的聚合物太陽能電池；(2)MadeshwaranSekkarapattiRamasamy等在《ElectrochimicaActa》雜志2015,173,276-281報(bào)道了采用大尺寸、高導(dǎo)電性、高柔性、透明的還原氧化石墨烯/聚砒硌/聚乙撐二氧噻吩復(fù)合薄膜做為陽極材料制備了無ITO高能量轉(zhuǎn)換效率的聚合物太陽能電池；(3)QiaoliangBao等《OriginalResearchArticle》2014,1,1-6報(bào)道了采用化學(xué)氣相沉積法制備了高柔性，高導(dǎo)電性、透明石墨烯導(dǎo)電電極并用于制備了高能量轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池。

據(jù)現(xiàn)有報(bào)道可知聚合物太陽能電池的研究很多，但是柔性，可變形的大尺寸的太陽能電池如今還沒有實(shí)現(xiàn)，從而限制了柔性、可變形、高能量轉(zhuǎn)換率的聚合物太陽能電池在航空航天、電子、信息、建筑、工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決目前無氧化銦錫聚合物太陽能電池?zé)o法兼具柔性、可變形和高能量轉(zhuǎn)換率的技術(shù)問題，而提供一種具有形狀記憶效應(yīng)的無氧化銦錫聚合物太陽能電池的制備方法。

本發(fā)明的一種具有形狀記憶效應(yīng)的無氧化銦錫聚合物太陽能電池的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、制備具有形狀記憶效應(yīng)的聚酰亞胺透明薄膜：

將1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到N,N-二甲基乙酰胺中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和室溫的條件下攪拌20min～30min，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下再加入雙酚A型二醚二酐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和室溫的條件下繼續(xù)攪拌18h～24h，得到混合液，停止通入氮?dú)猓瑢旌弦翰捎弥鸩缴郎睾捅氐姆绞竭M(jìn)行熱酰胺化，然后脫膜，用去離子水對脫下的薄膜進(jìn)行洗滌，然后在溫度為120℃的條件下干燥3h，得到具有形狀記憶效應(yīng)的透明聚酰亞胺薄膜；所述的雙酚A型二醚二酐和1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯的質(zhì)量比為1:(0.1～1.5)；所述的雙酚A型二醚二酐和N,N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量比為1:(5～20)；