[發明專利]一種基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201910217647.2
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109873081B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 李明光;陳潤鋒;李靜;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48;H01L51/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池，其特征在于：其從下至上依次包括透明襯底層(1)、金屬陰極層(2)、梯度擴散復合界面層(3)、有機活性層(4)、空穴傳輸層(5)及金屬陽極層(6)；其中，所述梯度擴散復合界面層(3)中的材料包括無機金屬氧化物及有機半導體分子；所述無機金屬氧化物包括氧化鋅或氧化鈦，有機半導體分子包括富勒烯衍生物、非富勒烯衍生物或有機雙極性分子；其中，無機金屬氧化物靠近金屬陰極層(2)，有機半導體分子靠近有機活性層(4)。

2.根據權利要求1所述基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池，其特征在于：所述有機活性層(4)的材料為p型有機半導體材料及n型有機半導體材料。

3.根據權利要求1所述基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池，其特征在于：所述透明襯底層(1)的厚度為1～1.5cm，金屬陰極層(2)的厚度為80～110nm，梯度擴散復合界面層(3)的厚度為30～50nm，有機活性層(4)的厚度為80～120nm，空穴傳輸層(5)的厚度為5～10nm，金屬陽極層(6)的厚度為80～120nm。

4.一種制備權利要求1所述基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)在透明襯底層(1)上制備金屬陰極層(2)；

(2)在金屬陰極層(2)上旋涂無機金屬氧化物溶液，旋涂的時間為40～60s，在旋涂20～30s時，滴加有機半導體分子溶液，隨后在空氣氛圍、150～200℃條件下退火0.5～1h，制得梯度擴散復合界面層(3)；

(3)在梯度擴散復合界面層(3)上旋涂有機活性材料溶液，隨后在室溫條件下晾干，制得有機活性層(4)；

(4)在有機活性層(4)上蒸鍍空穴傳輸層材料，制得空穴傳輸層(5)；

(5)在空穴傳輸層(5)上蒸鍍金屬陽極材料，制得金屬陽極層(6)。

5.根據權利要求4所述制備基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池的方法，其特征在于：步驟(2)中，所述無機金屬氧化物溶液由如下步驟制得：將醋酸鹽和乙醇胺按質量比1∶0.28～0.40溶于乙二醇單甲醚溶劑中，常溫均勻攪拌12-14h，制得濃度為70～100g/L的溶膠。

6.根據權利要求4所述制備基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池的方法，其特征在于：步驟(2)中，所述有機半導體分子溶液由如下步驟制得：將有機半導體分子溶于弱極性溶劑中，制得濃度0.5～2mg/ml的有機半導體分子溶液。

7.根據權利要求4所述制備基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池的方法，其特征在于：步驟(3)中，所述有機活性材料溶液由如下步驟制得：將富勒烯衍生物或非富勒烯的小分子與有機聚合物分散在溶劑中，攪拌過夜即可。

8.根據權利要求4所述制備基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池的方法，其特征在于：步驟(2)中，所述旋涂的速率為2000～2500rpm。

9.根據權利要求4所述制備基于有機/無機梯度擴散界面層的有機光伏電池的方法，其特征在于：步驟(4)中，所述蒸鍍速率為0.5～1.0A/Hz，蒸鍍的氣壓環境小于5×10^-4Pa。