[發(fā)明專利]一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110860455.0
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113629193A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于軍勝;張大勇;吳夢鴿;高林
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 朱丹

1.一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池，其特征在于：從下到上依次包括襯底、透明導(dǎo)電陰極、陰極緩沖層、三明治構(gòu)型活性層、陽極緩沖層和金屬陽極；

所述三明治構(gòu)型活性層由三層活性層組成，三層活性層采用自發(fā)生長薄膜法制備、從下到上依次為受體層、混合層和給體層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池，其特征在于：所述自發(fā)生長薄膜法是將有機(jī)溶劑滴加培養(yǎng)皿水性溶液表面，促進(jìn)有機(jī)光活性層材料溶液定向擴(kuò)散形成光活性層薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池，其特征在于：所述給體層的材料為PM6、受體層的材料為Y6；混合層的材料為混合溶液；混合溶液中PM6和Y6的質(zhì)量百分比為1:6～6:1，所述混合溶液的濃度為10～30mg/ml；三明治構(gòu)型活性層厚度范圍為100～400nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池，其特征在于：所述陰極緩沖層材料為ZnO，厚度范圍為30～60nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池，其特征在于：所述金屬陰極材料為Ag、Al或Au中的一種或多種，薄層厚度范圍為100～200nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池及其制備方法，其特征在于：所述襯底材料為玻璃或透明聚合物，所述透明聚合物材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂或聚丙烯酸的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池，其特征在于：所述有機(jī)太陽能電池的面積為0.49～1cm²。

8.一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于：制備過程包括以下步驟：

步驟1：對由透明襯底及透明導(dǎo)電陰極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈桑?/p>

步驟2：在透明導(dǎo)電陰極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆、印刷或噴涂陰極緩沖層ZnO前驅(qū)溶液，并進(jìn)行熱退火；

步驟3：將Y6溶液滴覆在培養(yǎng)皿中超純水表面，在其自由擴(kuò)撒成膜后用帶有ZnO薄膜的基板將Y6薄膜從水面轉(zhuǎn)印至ZnO薄膜上，并進(jìn)行熱退火

步驟4：將PM6:Y6溶液滴覆在培養(yǎng)皿中超純水表面，在其自由擴(kuò)撒成膜后用帶有ZnO/Y6薄膜的基板將混合薄膜從水面轉(zhuǎn)印至Y6薄膜上，并進(jìn)行熱退火

步驟5：將PM6溶液滴覆在培養(yǎng)皿中超純水表面，在其自由擴(kuò)撒成膜后用帶有混合薄膜的基板將PM6薄膜從水面轉(zhuǎn)印至混合薄膜上，并進(jìn)行熱退火制備成三明治構(gòu)型活性層；

步驟6：在真空度為3*10^-3Pa條件下，在三明治構(gòu)型活性層表面蒸鍍MoO₃，制備得到陽極緩沖層；

步驟7：在真空度為3*10^-4Pa條件下，蒸鍍金屬陽極。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述陰極緩沖層熱退火溫度范圍在150～250℃，時間范圍為1～2h；不同活性層的退火溫度范圍在200～250℃，時間范圍為20～30min。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三明治構(gòu)型活性層的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述熱退火采用恒溫?zé)崤_加熱、烘箱加熱、遠(yuǎn)紅外加熱、熱風(fēng)加熱的一種或多種。