[發(fā)明專利]高效率厚膜的全聚物太陽(yáng)能電池活性層材料、制備方法及其應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811564580.1 | 申請(qǐng)日： | 2018-12-20 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109705314A | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-05-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王文;凌啟淡;馮文懷;呂瑋 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 福建師范大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C08G61/12 | 分類號(hào)： | C08G61/12;H01L51/46;H01L51/48 |
| 代理公司： | 福州君誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211 | 代理人： | 林月萍 |
| 地址： | 350108 福建省福州*** | 國(guó)省代碼： | 福建;35 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 聚合物 活性層材料 太陽(yáng)能電池 高效率 給體 厚膜 聚物 制備 綠色溶劑 光電材料領(lǐng)域 光電轉(zhuǎn)換效率 甲基四氫呋喃 無(wú)規(guī)共聚物 組合物溶液 噻吩并吡咯 后處理 薄膜制備 過(guò)篩處理 攪拌溶解 商業(yè)應(yīng)用 無(wú)規(guī)共聚 活性層 二酮 薄膜 應(yīng)用 溶解 環(huán)保 表現(xiàn) | ||
本發(fā)明屬于光電材料領(lǐng)域，具體公開(kāi)了高效率厚膜的全聚物太陽(yáng)能電池活性層材料、制備方法及其應(yīng)用。所述活性層材料為聚合物給體P(BDT)a(TPD)b和聚合物受體PNDI2HD?T的組合物，首先通過(guò)無(wú)規(guī)共聚的方法得到基于苯并二噻吩和噻吩并吡咯二酮的Da?Ab型二元無(wú)規(guī)共聚物給體P(BDT)a(TPD)b，將聚合物給體P(BDT)a(TPD)b和聚合物受體PNDI2HD?T混合后加入2?甲基四氫呋喃，攪拌溶解，過(guò)篩處理得到聚合物給體/受體組合物溶液，即全聚物太陽(yáng)能電池活性層材料。本發(fā)明使用綠色溶劑溶解且無(wú)需后處理制備出高效率厚膜的活性層組合物P(BDT)5(TPD)4/PNDI2HD?T，薄膜厚度高達(dá)120 nm以上且基于此類薄膜制備的器件光電轉(zhuǎn)換效率高于7%，表現(xiàn)出了高效率和厚膜的特性，同時(shí)綠色溶劑的環(huán)保及材料及工藝的簡(jiǎn)單化均有利于全聚物太陽(yáng)能電池的商業(yè)應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光電材料領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)太陽(yáng)能光電材料，更具體來(lái)說(shuō)是一種高效率厚膜的全聚物太陽(yáng)能電池活性層材料、制備方法及其應(yīng)用。
技術(shù)背景
由p-型聚合物給體材料和n-型聚合物受體材料共混作為光敏活性層制成的全聚合物太陽(yáng)能電池(All-PSCs)，因成膜性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛研究。目前All-PSCs的光電轉(zhuǎn)換效率在短短幾年已超過(guò)了富勒烯體系電池，說(shuō)明它具有能夠取代傳統(tǒng)硅基電池的巨大潛力。單層全聚物電池最高的光電轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到10％以上，但是要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，最重要的制約因素除了進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率外，使用綠色環(huán)保化溶劑、降低原材料的生產(chǎn)成本、簡(jiǎn)化器件制備工藝(無(wú)需熱或溶劑退火)也是很重要的因素。為了解決上述瓶頸問(wèn)題，世界上許多研究小組多年來(lái)開(kāi)展了廣泛深入的研究，其中包括高效的光活性材料的制備以及光電轉(zhuǎn)化機(jī)制的研究。到現(xiàn)在為止，使用綠色溶劑及低成本的活性層材料并且未經(jīng)熱或溶劑退火且光電轉(zhuǎn)換效率高于8％的單層全聚物太陽(yáng)能器件還未報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在于解決全聚物太陽(yáng)能電池領(lǐng)域走向商業(yè)化存在的問(wèn)題：需要進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率、使用綠色環(huán)保化溶劑替代鹵代試劑、提高活性層薄膜的厚度、降低原材料的生產(chǎn)成本、簡(jiǎn)化器件制備工藝(無(wú)需熱或溶劑退火)等。因此，本發(fā)明提供了高效率厚膜的全聚物太陽(yáng)能電池活性層材料、制備方法及其應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
高效率厚膜的全聚物太陽(yáng)能電池活性層材料，所述的活性層材料包括Da-Ab型聚合物給體P(BDT)a(TPD)b和聚合物受體PNDI2HD-T的組合物，其中聚合物給體P(BDT)a(TPD)b的結(jié)構(gòu)通式如結(jié)構(gòu)式1所示:
其中a的范圍為1-10之間任意值，b的范圍為1-10之間任意值，D單元中的側(cè)鏈選用C2、C4烷基，A單元中的側(cè)鏈選用C8烷基，n代表聚合物的重復(fù)單元數(shù)，其值為10-1000之間的自然數(shù)；
聚合物受體PNDI2HD-T的結(jié)構(gòu)式如式2所示:
其中，n代表聚合物的重復(fù)單元數(shù)，其值為10-1000之間的自然數(shù)；
所述組合物中聚合物給體P(BDT)a(TPD)b和聚合物受體PNDI2HD-T的組成比例為2:1～1:1。
進(jìn)一步，所述聚合物給體P(BDT)a(TPD)b中，a:b的比值為10:1-1:1之間任意值，優(yōu)選的，a:b的比值為5:1～1:1。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于福建師范大學(xué)，未經(jīng)福建師范大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買(mǎi)此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811564580.1/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
