[發明專利]一種應用風刀涂布制備有機聚合物薄膜太陽能電池的方法

有效

• 申請號: 201711093410.5
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN109755395B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 胡勁松;丁捷
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

1.一種有機聚合物薄膜太陽能電池的制備方法，包括使用風刀在電子傳輸層上涂布光吸收活性層前驅體溶液制備光吸收活性層薄膜；

所述光吸收活性層前驅體溶液由給體材料和受體材料在溶劑中混合制備；所述給體材料與受體材料的質量比為1：1.2～1.8；

所述風刀的輸入氣流壓力為0.1MPa～2MPa；所述風刀通過如下方式進行：氮氣在經過進氣口進入風刀高壓腔后，氣流通過噴嘴形成一張氣流薄膜，應用這一氣流薄膜均勻涂布光活性吸收層前驅體溶液。

2.如權利要求1所述的制備方法，所述給體材料為共軛聚合物材料MEH-PPV，PHT，F-PCPDTBT，PFBY-Th₄，PDPP3T，PBDTTT-C-T，PTB7-Th中的一種或多種；所述受體材料為富勒烯衍生物。

3.如權利要求1或2所述的制備方法，所述給體材料為PTB7-Th；所述受體材料為PC₇₁BM。

4.如權利要求1所述的制備方法，所述給體材料與受體材料的質量比為1：1.5。

5.如權利要求1所述的制備方法，其中所述溶劑為氯苯、氯仿、甲苯中的一種或多種。

6.如權利要求1或5所述的制備方法，其中所述溶劑為氯苯。

7.如權利要求1所述的制備方法，所述給體材料在溶液體系中的濃度為8～12mg/mL。

8.如權利要求1或7所述的制備方法，所述給體材料在溶液體系中的濃度為10mg/mL。

9.如權利要求1所述的制備方法，所述風刀的輸入氣流壓力為0.6MPa～2MPa。

10.如權利要求1所述的制備方法，光吸收活性層薄膜厚度為70～200nm。

11.如權利要求1所述的制備方法，包括如下步驟：

(1)導電玻璃基底或導電聚合物基底清洗；

(2)在基底上制備陰極層；

(3)使用風刀在電子傳輸層上涂布光吸收活性層前驅體溶液制備光吸收活性層薄膜；

(4)在光吸收活性層的薄膜上制備陽極層。

12.如權利要求11所述的制備方法，其中步驟(1)中，所述導電玻璃基底清洗包括依次用肥皂泡、自來水、去離子水、乙醇、丙酮、異丙醇超聲清洗并吹干，并用紫外-臭氧處理。

13.如權利要求11所述的制備方法，其中步驟(1)中，所述導電聚合物基底清洗包括去離子水超聲清洗。

14.如權利要求11所述的制備方法，其中步驟(1)中，使用導電玻璃基底清洗。

15.如權利要求11所述的制備方法，步驟(2)中，所述陰極層為有機薄膜太陽能電池中使用的常見陰極層，包括二氧化鈦(TiO₂)、二氧化錫(SnO₂)、氧化鋅(ZnO)、二氧化鋯(ZrO₂)、PEDOT:PSS中的一種或多種。

16.如權利要求15所述的制備方法，所述陰極層為ZnO。

17.如權利要求11所述的制備方法，步驟(2)中制備陰極層通過將陰極前驅體溶液以旋涂、刮涂、輥涂、噴涂、打印步驟中的一種或多種進行。

18.如權利要求17所述的制備方法，步驟(2)，旋涂速度為2000～5000rpm。

19.如權利要求17所述的制備方法，步驟(2)，旋涂速度為3000rpm。