[發明專利]一種反向有機太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710245812.6
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107068868B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 尚靜
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 11200 北京君尚知識產權代理有限公司
• 代理人: 邱曉鋒<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種反向有機太陽能電池，其特征在于，包括玻璃襯底上的一層陰極層、一層沉積在陰極層上的陰極修飾層、一層沉積在陰極修飾層上的光活性層、一層沉積在光活性層上的陽極修飾層、一層沉積在陽極修飾層上的緩沖層和一層沉積在緩沖層上的陽極層；所述緩沖層的材料是以下薄膜中的任意一種：Ⅰ.碳酸鋰摻雜的2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉；Ⅱ.銫摻雜的4,7二苯基-1,10-菲啰啉；Ⅲ.氟化鋰；Ⅳ.碳酸銫；所述陽極修飾層的材料是以下薄膜中的任意一種：Ⅰ.三氧化鉬；Ⅱ.1,4,5,8,9,11-六氮雜苯并菲-六腈。

2.如權利要求1所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述陰極層的材料是導電氧化銦錫薄膜或貴金屬薄膜；所述陰極修飾層的材料是乙氧基化的聚乙烯亞胺。

3.如權利要求2所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述導電氧化銦錫薄膜的面電阻小于10歐姆/sq；所述貴金屬是銀。

4.如權利要求1所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述光活性層的材料是以下二組分薄膜中的任意一種：Ⅰ.由聚(3-己基噻吩)和[6.6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯組成的二組分薄膜；或者，Ⅱ.由聚[[2,6’-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b；3,3-b]二噻吩][3-氟代-2[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]]和[6.6]-苯基-C₇₁-丁酸甲酯組成的二組分薄膜。

5.如權利要求4所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述的光活性層，當為第Ⅰ種時，其質量配比為聚(3-己基噻吩):[6.6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯＝12:(9.6～12)；當為第Ⅱ種時，其質量配比為聚[[2,6’-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b；3,3-b]二噻吩][3-氟代-2[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]]:[6.6]-苯基-C₇₁-丁酸甲酯＝10:(10～15)。

6.如權利要求4所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述的光活性層，當為第Ⅰ種時，其厚度為80nm；當為第Ⅱ種時，厚度為120nm。

7.如權利要求1所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述陽極修飾層的材料當為第Ⅰ種時，其厚度為1-10nm；當為第Ⅱ種時，其厚度為1-10nm。

8.如權利要求1所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述緩沖層，當為第Ⅰ種時，其質量配比為2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉:碳酸鋰＝1:(0.01～0.5)；當為第Ⅱ種時，其質量配比為4,7二苯基-1,10-菲啰啉:銫＝1:(0.01～0.5)。

9.如權利要求1所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述緩沖層，當為第Ⅰ種時，其厚度為5-30nm；當為第Ⅱ種時，其厚度為5-30nm；當為第Ⅲ種時，其厚度為0.5-1.5nm；當為第Ⅳ種時，其厚度為0.5-1.5nm。

10.如權利要求1所述的反向有機太陽能電池，其特征在于，所述陽極層的材料是鋁。

11.一種制備權利要求1所述反向有機太陽能電池的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將陰極層覆蓋在玻璃襯底上，得到陰極襯底；

2)在陰極層上沉積陰極修飾層；

3)在陰極修飾層上沉積光活性層；

4)在光活性層上沉積陽極修飾層；

5)在陽極修飾層上沉積緩沖層；

6)在緩沖層上沉積陽極層。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，步驟5)選用以下工藝中的任意一種：

Ⅰ.將第三步制得的沉積了活性層的中間產品放入真空鍍膜機中，真空鍍膜機抽到背景真空度為4×10^-4Pa，采用熱蒸發方式，在第四步沉積的陽極修飾層上沉積碳酸鋰摻雜的2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉薄膜，其質量配比為2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉:碳酸鋰＝1:(0.01～0.5)，厚度為5-30nm；

或者，Ⅱ.將第三步制得的沉積了活性層的中間產品放入真空鍍膜機中，真空鍍膜機抽到背景真空度為4×10^-4Pa，采用熱蒸發方式，在第四步沉積的陽極修飾層上沉積銫摻雜的4,7二苯基-1,10-菲啰啉薄膜，4,7二苯基-1,10-菲啰啉:銫＝1:(0.01～0.5)，厚度為5-30nm；

或者，Ⅲ.將第三步制得的沉積了活性層的中間產品放入真空鍍膜機中，真空鍍膜機抽到背景真空度為4×10^-4Pa，采用熱蒸發方式，在第四步沉積的陽極修飾層上沉積氟化鋰薄膜，厚度為0.5-1.5nm；

或者，Ⅳ.將第三步制得的沉積了活性層的中間產品放入真空鍍膜機中，真空鍍膜機抽到背景真空度為4×10^-4Pa，采用熱蒸發方式，在第四步沉積的陽極修飾層上沉積碳酸銫薄膜，厚度為0.5-1.5nm。