[發明專利]包含有機硅量子點材料的太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010692474.2
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111799379A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李娜;輦理;崔夢琪;容齊坤;水玲玲
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓

1.一種有機聚合物太陽能電池，所述有機聚合物太陽能電池器件結構依次包括：襯底層、電子傳輸層、光活性層、空穴傳輸層、金屬陽極，其特征在于，所述電子傳輸層由超小有機硅量子點納米材料構成，所述電子傳輸層厚度為2-10納米。

2.根據權利要求1所述的有機聚合物太陽能電池，其特征在于，所述超小有機硅量子點納米材料為OSiND材料。

3.根據權利要求1所述的有機聚合物太陽能電池，其特征在于，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，厚度為80-120納米；其中所述電子給體材料包括聚乙烯醇類芳香聚合物、聚噻吩、聚苯并二噻吩的均聚物或者共聚物，所述電子受體材料為富勒烯及其衍生物或者非富勒烯及其衍生物。

4.根據權利要求3所述的有機聚合物太陽能電池，其特征在于，所述電子給體材料為如下式1表示的PM6，并且所述受體材料為如下式2表示的Y6，

在式1中n通常大于等于10；

5.根據權利要求1所述的有機聚合物太陽能電池，其特征在于，所述襯底層選自ITO玻璃或者透明塑料薄膜；

優選地，所述透明導電陰極層選自銦摻雜的氧化錫薄膜、氟摻雜的氧化錫薄膜或鋁摻雜的氧化鋅薄膜；

優選地，所述空穴傳輸層選自氧化鉬薄膜、氧化鎳薄膜、氧化釩薄膜或者氧化鎢薄膜；

優選地，所述金屬陽極選自鋁、銀、石墨烯、石墨烯衍生物。

6.根據權利要求1至5中任意一項所述的有機聚合物太陽能電池的制備方法，所述方法包括以下步驟：

1)將所述超小有機硅量子點納米材料分散于溶劑中，質量濃度(mg/ml)為0.08至3mg/ml；

2)將襯底層依次用丙酮、去離子水、無水乙醇超聲清洗，烘干備用；開始制備前，將襯底層放置在等離子體處理器中處理30秒，將步驟1)中制備的分散有所述超小有機硅量子點納米材料的溶液涂布在襯底層上，然后干燥，形成電子傳輸層，所述電子傳輸層厚度為2-10納米；

3)將聚合物給體材料PM6和受體材料Y6按照質量比為1:1.2稱于干凈的玻璃瓶中，轉入氮氣保護下，添加氯仿和氯萘溶解成活性層溶液，氮氣保護下，將光活性層溶液涂布在步驟2)中制備的電子傳輸層上，然后干燥，形成光活性層，所述光活性層厚度為80-120納米；

4)在真空度為1×10^-4mbar的真空鍍膜機中，在步驟3)得到的光活性層上分別蒸鍍三氧化鉬和鋁電極，得到最終的有機聚合物太陽電池。

7.根據權利要求6所述的有機聚合物太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述超小有機硅量子點納米材料為OSiND材料。

8.根據權利要求6所述的有機聚合物太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述溶劑為去離子水。

9.根據權利要求6所述的有機聚合物太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟2)和步驟3)中所述涂布方式選自旋涂、刷涂、噴涂、浸涂、輥涂、絲網印刷、印刷或噴墨打印方法。

10.OSiND材料作為功能結構層在有機聚合物太陽能電池中的用途。