[發明專利]一種雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201610124321.1
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105552233A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 康博南;張盼盼;黨揚;張春霞;徐旭
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王淑秋

1.一種雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，采用正型結構，自下而上 依次為：透明襯底、透明導電陽極、陽極緩沖層、有機活性層、陰極緩沖層、 金屬陰極；其特征在于所述陽極緩沖層為PTFE陽極緩沖層和MoO₃陽極緩沖 層構成的雙陽極緩沖層；PTFE陽極緩沖層制備于透明導電陽極上；MoO₃陽 極緩沖層制備于PTFE陽極緩沖層與有機活性層之間；PTFE陽極緩沖層厚度為 0.3～2nm，MoO₃陽極緩沖層厚度為4～10nm。

2.根據權利要求1所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，其特征 在于所述PTFE陽極緩沖層厚度優選1.5nm。

3.根據權利要求1所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，其特征 在于所述的透明襯底為透明玻璃或者透明柔性聚合物。

4.根據權利要求3所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，其特征 在于透明柔性聚合物為聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺或聚丙烯酸中的一種，或由其中兩種以上材 料混合制成，或由其中兩種以上材料按順序一層層制備而成。

5.根據權利要求1所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，其特征 在于所述透明導電陽極，其材料為氧化銦錫，沉積于透明襯底上。

6.根據權利要求1所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，其特征 在于所述的有機活性層是由電子給體材料PCDTBT和電子受體材料PC₇₁BM按 1:4的質量比配置的混合物，或者是由電子給體材料P3HT和電子受體材料 PC₆₁BM按1:1的質量比配置的混合物。

7.根據權利要求1所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池，其特征 在于所述的陰極緩沖層，其材料為Alq3、LiF、卟啉小分子、Bphen或BCP中 的一種，或由其中兩種以上材料按順序一層層制備而成，厚度為1～10nm；所 述的金屬陰極，其材料為Al、Ca、Ag或Au中的一種，或由其中兩種以上材 料按順序一層層制備而成，厚度為100nm～200nm。

8.一種如權利要求1所述雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池的制備方 法，包括以下步驟：

①依次使用甲苯、丙酮、洗滌劑、去離子水、異丙醇對透明導電陽極與透 明襯底構成的基片進行超聲清洗，清洗過后的基片保存在異丙醇中備用；

②清洗后的基片用氮氣吹干，移入干燥箱中烘干，然后用Plasma清洗機進 行等離子體處理；

③將處理好的基片移入真空鍍膜機里，在透明導電陽極上蒸鍍PTFE陽極 緩沖層，然后在PTFE陽極緩沖層上蒸鍍MoO₃陽極緩沖層；其中PTFE的蒸發 速率為厚度為0.3～2nm，MoO₃的蒸發速率為厚度為 4～10nm；

④將上述蒸鍍了雙陽極緩沖層的基片移入Plasma清洗機，進行等離子體處 理；

⑤在MoO₃陽極緩沖層上制備有機活性層；

⑥將步驟⑤獲得的基片移入真空鍍膜機里，依次在有機活性層上蒸鍍陰極 緩沖層和金屬陰極。

9.根據權利要求8所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池的制備方 法，其特征在于所述步驟⑤中采用旋涂的方法在氮氣氛圍中將電子給體材料 PCDTBT和電子受體材料PC₇₁BM按1:4的質量比配置的混合溶液旋涂在MoO₃陽極緩沖層上，勻膠機轉速為1500rpm/s，旋涂時間為40s；所述混合溶液的溶 劑為鄰二氯苯，溶液的濃度為PCDTBT:PC₇₁BM＝8mg/ml:32mg/ml；然后在70℃ 的條件下退火30min蒸發掉溶劑，得到有機活性層。

10.根據權利要求8所述的雙陽極緩沖層體異質結有機太陽能電池的制備 方法，其特征在于所述步驟⑤中，采用旋涂的方法在氮氣氛圍中將電子給體材 料P3HT和電子受體材料PC₆₁BM按1:1的質量比配置的混合溶液旋涂在MoO₃ 陽極緩沖層上，勻膠機轉速為700rpm/s，旋涂時間為36s；所述混合溶液的溶 劑為鄰二氯苯，溶液的濃度為P3HT:PC₆₁BM＝17mg/ml:17mg/ml；然后室溫退火 3h蒸發掉溶劑，得到有機活性層。