[發明專利]有機自由基及其衍生物在光伏器件中的應用

有效

• 申請號: 201910687246.3
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110400880B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 張斌;許金桂;朱衛國
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H10K30/30
• 分類號: H10K30/30;H10K30/50;H10K85/60;H10K71/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

1.一種有機聚合物光伏器件，其特征在于，所述有機聚合物光伏器件結構依次為層疊的襯底、陽極層、陽極修飾層、活性層、陰極修飾層、陰極層，或者器件結構依次為層疊的襯底、陰極層、陰極修飾層、活性層、陽極修飾層、陽極層；

所述活性層為具有電子給體材料和電子受體材料的本體異質結結構的薄膜層，并且活性層的厚度為20～1000納米；

所述電子受體材料為有機自由基及其衍生物；其中，有機自由基及其衍生物的結構如下：

所述給體材料選自于共軛有機小分子、聚乙烯撐類芳香聚合物、聚芴、聚硅芴、聚咔唑、聚噻吩、聚吲哚咔唑、聚茚芴、聚苯并二噻吩的均聚物或者共聚物、鈣鈦礦材料、無機量子點半導體或者無機半導體納米線；

所述的給體材料與有機自由基及其衍生物材料的質量比例介于1:0.1～1:5；

所述有機聚合物光伏器件的制備方法步驟如下：

(1)在襯底上通過溶液加工法或者真空蒸鍍法依次制備陽極層、陽極修飾層；

(2)將有機自由基及其衍生物與給體材料在有機溶劑中共混溶解，通過溶液加工方法獲得活性層；

(3)在活性層上通過溶液加工法或者真空蒸鍍法制備陰極修飾層；

(4)在陰極修飾層上通過溶液加工法或者真空蒸鍍法制備陰極層，得到所述有機聚合物光伏器件；或

(1)在襯底上通過溶液加工法或者真空蒸鍍法依次制備陰極層、陰極修飾層；

(2)將有機自由基及其衍生物與給體材料在有機溶劑中共混溶解，通過溶液加工方法獲得活性層；

(3)在活性層上通過溶液加工法或者真空蒸鍍法制備陽極修飾層；

(4)在陽極修飾層上通過溶液加工法或者真空蒸鍍法制備陽極層，得到所述有機聚合物光伏器件。

2.根據權利要求1所述的有機聚合物光伏器件，其特征在于：所述襯底為玻璃或者透明塑料薄膜；所述陽極層為銦參雜的氧化錫薄膜、氟參雜的氧化錫薄膜、鋁參雜的氧化鋅薄膜、金屬銀或者金薄膜；所述陽極修飾層為聚乙撐二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸鈉(PEDOT:PSS)的混合薄膜、聚三苯胺的均聚物或共聚物、聚咔唑的均聚物或共聚物、氧化鉬薄膜、氧化鎳薄膜、氧化釩薄膜或者氧化鎢薄膜；所述陰極修飾層為堿金屬、堿土金屬、堿金屬化合物、堿土金屬化合物復合膜或者為含有極性基團的有機聚合物材料；所述陰極層為鋁、銀、導電金屬氧化物、石墨烯、石墨烯衍生物、碳納米管中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的有機聚合物光伏器件，其特征在于：所述的溶液加工法為旋涂、刷涂、噴涂、浸涂、輥涂、絲網印刷、印刷或噴墨打印方法。

4.根據權利要求1所述的有機聚合物光伏器件，其特征在于：所述的有機溶劑選自于甲苯、二甲苯、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、氯苯、鄰二氯苯、三氯甲烷，及其相關衍生物。

5.根據權利要求1所述的有機聚合物光伏器件，其特征在于：所述的有機自由基或其衍生物材料在溶劑中的濃度介于1～50毫克每毫升。