[發明專利]一種多結疊層有機太陽能電池及其制作方法

在審

• 申請號: 201911094651.0
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110911569A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 金玉;駱昕;李志祥;劉昱瑋
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳丹艷

1.一種多結疊層有機太陽能電池的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)制備聚合物子電池、至少三層小分子子電池依次堆疊的前子電池；

2)制備PDMS襯底、金屬背反射電極和底層聚合物子電池依次堆疊的后子電池；

3)利用PDMS模板轉寫和層壓將后子電池的金屬背反射電極和底層聚合物子電池轉寫到前子電池的小分子子電池表面，制備得到子電池數量至少為五的多結疊層有機太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的一種多結疊層有機太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述步驟1)包括如下步驟：

①制備透明導電襯底，所述透明導電襯底采用氧化銦錫ITO玻璃或具有金屬薄膜的玻璃，所述金屬為Au或Ag，其中ITO膜、Au或Ag作為器件的陽極；

②以旋涂的方式在透明導電襯底表面制備有機聚合物子電池的各有源層；

③以真空熱沉積的方法在聚合物子電池上沉積至少三個小分子子電池，并用臭氧等離子體處理1s。

3.根據權利要求1所述的一種多結疊層有機太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述步驟2)包括如下步驟：

①將PDMS的預聚物和固化劑以10:1的質量比充分混合，通過熱固化在玻璃模具中制備厚度為2～3mm的PDMS襯底，切成設定的形狀，作為后子電池的基底；

②PDMS利用臭氧等離子體處理5s；

③以真空熱沉積的方法在PDMS襯底上蒸鍍一層金屬電極，得到金屬背反射電極；

④在金屬電極表面旋涂一層10nm厚的聚乙烯亞胺；

⑤以旋涂的方式在金屬背反射電極上制備底層聚合物子電池。

4.根據權利要求1所述的一種多結疊層有機太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述步驟3)包括如下步驟：

將后子電池的底層聚合物子電池與前子電池的小分子子電池表面緊密貼合，在氮氣保護的手套箱中用工具按壓，再將PDMS襯底揭去，得到多結疊層有機太陽能電池。

5.一種多結疊層有機太陽能電池，其特征在于：依次由透明導電襯底、聚合物子電池、至少三結串聯的小分子子電池、底層聚合物子電池、金屬背反射電極組成，所述透明導電襯底為太陽光入射層。

6.根據權利要求5所述的一種多結疊層有機太陽能電池，其特征在于：所述三結串聯的小分子子電池結構為：

Ag/MoO₃/SubPc/SubPc:C₇₀/C₇₀/BCP/Ag/MoO₃/DTDCTB/DTDCTB:C₇₀/C₇₀/BCP/Ag/MoO₃/AlPcCl/AlPcCl:C₇₀/C₇₀/BCP/Ag/MoO₃。

7.根據權利要求6所述的一種多結疊層有機太陽能電池，其特征在于：所述小分子子電池中Ag層厚度為1nm，MoO₃層厚度為5nm，SubPc層厚度為5nm，SubPc:C₇₀、DTDCTB:C₇₀、AlPcCl:C₇₀層的厚度為20nm且二組分的質量比為1:1，C₇₀層的厚度為10nm，BCP層的厚度為4nm。

8.根據權利要求5所述的一種多結疊層有機太陽能電池，其特征在于，所述聚合物子電池結構為：PEDOT:PSS/P3HT：PC₇₁BM，其中PEDOT:PSS厚度為60nm，P₃HT：PC₇₁BM的質量比為1:0.8且厚度為100nm。

9.根據權利要求5所述的一種多結疊層有機太陽能電池，其特征在于，底層聚合物子電池結構為：PDPPTPT：PC₇₁BM的質量比為1:2且厚度為100nm。

10.根據權利要求5所述的一種多結疊層有機太陽能電池，其特征在于：所述金屬背反射電極為低功函數金屬電極，旋涂的金屬包括Al、Ca/Ag、Mg/Ag。