[发明专利]基于表面等离激元效应的有机太阳电池结构及制备方法

权利要求书

1.一种基于表面等离激元效应的有机太阳电池结构，包括：

一阳极透明导电衬底；

一三明治结构的空穴传输层，其制作在阳极透明导电衬底上，该空穴传输层的中间为一层金属纳米颗粒，形成三明治结构；

一有源层，其制作在空穴传输层上；

一缓冲层，其制作在有源层上；

一阴极，其制作在缓冲层上。

2.根据权利要求1所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池结构，其中所述的阳极透明导电衬底的材料为ITO或FTO透明导电玻璃。

3.根据权利要求1所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池结构，其中所述的空穴传输层的材料为PEDOT：PSS，金属纳米颗粒的材料为Au或Ag，该空穴传输层的厚度为30-50nm，制作在其内的金属纳米颗粒的厚度为5-50nm。

4.根据权利要求1所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池结构，其中所述的有源层的材料为有机聚合物与富勒烯衍生物的混合物，厚度为70-200nm，所述的有机聚合物的材料为P3HT、PTB7、PBDTTT-C、PBDTTT-CT或PBDTTT-CF，富勒烯衍生物的材料为PC₆₁BM或PC₇₁BM，有机聚合物与富勒烯衍生物的质量比为1∶1或1∶0.8或1∶1.5。

5.根据权利要求1所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池结构，其中所述的缓冲层的材料为LiF或Ca，厚度为0.8-30nm，所述的阴极的材料为Al，厚度为80-120nm。

6.一种基于表面等离激元效应的有机太阳电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在阳极透明导电衬底上旋涂第一层PEDOT：PSS溶液；

步骤2：在第一层PEDOT：PSS溶液上旋涂一层金属纳米颗粒溶液；

步骤3：在金属纳米颗粒溶液上旋涂第二层PEDOT：PSS溶液；

步骤4：退火，形成具有三明治结构的空穴传输层；

步骤5：在空穴传输层上旋涂有机聚合物与富勒烯衍生物的混合溶液，形成有源层；

步骤6：采用热蒸发的方式在有源层上制备一层缓冲层；

步骤7：采用热蒸发的方式在缓冲层上制备一层A1电极，作为阴极，完成太阳电池制备。

7.根据权利要求6所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池的制备方法，其中所述的空穴传输层的材料为PEDOT：PSS，金属纳米颗粒的材料为Au或Ag，该空穴传输层的厚度为30-50nm，制作在其内的金属纳米颗粒的厚度为5-50nm。

8.根据权利要求6所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池的制备方法，其中所述的第一层PEDOT：PSS溶液的旋涂速率为2000-5000rpm，所述的金属纳米颗粒溶液的旋涂速率为500-3000rpm，分散金属纳米颗粒的溶液为乙醇，所述的第二层PEDOT：PSS溶液的旋涂速率为4000-7000rpm，所述的退火温度为120-150℃，退火时间为10-30min。

9.根据权利要求6所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池的制备方法，其中所述的有机聚合物的材料为P3HT、PTB7、PBDTTT-C、PBDTTT-CT或PBDTTT-CF，富勒烯衍生物的材料为PC₆₁BM或PC₇₁BM，有机聚合物与富勒烯衍生物的质量比为1∶1或1∶0.8或1∶1.5。

10.根据权利要求6所述的基于表面等离激元效应的有机太阳电池的制备方法，其中所述的缓冲层的材料为LiF或Ca，厚度为0.8-30nm，所述的阴极的厚度为80-120nm。