[发明专利]一种基于聚芴阴极界面自组装阳极等离子体共振效应的有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于聚芴阴极界面自组装阳极等离子体共振效应的有机太阳能电池，从下至上依次由ITO导电玻璃衬底、电子传输层、PCDTBT:PCBM活性层、MoO₃空穴传输层和Ag阳极组成，其特征在于：利用具有高导电率的两亲性聚芴材料PDHF-Cl作为电子传输层，利用真空蒸镀的方法在PCDTBT:PCBM活性层上蒸镀金纳米粒子；且电子传输层是由如下步骤制备得到，

a，ITO表面羟基化处理

将ITO导电玻璃放入烧杯中，分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗20～30分钟，清洗后用氮气吹干；将该ITO导电玻璃衬底浸入0.5～1.5mg/mL的KOH的甲醇溶液中浸泡10～30h，对其进行羟基化处理，使ITO导电玻璃衬底表面悬挂一层OH；

b，自组装界面制备

将聚芴PDHF-Cl溶解在四氢呋喃溶剂中配制成500～1500PPM的溶液，接着将所得PDHF-Cl溶液利用旋转涂敷法旋涂在羟基化处理的ITO导电玻璃衬底表面，旋涂速度为1000～2000rpm；然后将带有PDHF-Cl的ITO导电玻璃衬底在70～110℃条件下退火10～20min；退火过程中PDHF-Cl分子中的Cl将会与ITO表面的OH发生自组装，即在ITO导电玻璃衬底表面上制得PDHF-Cl电子传输层，厚度为10～30nm。

2.如权利要求1所述的一种基于聚芴阴极界面自组装阳极等离子体共振效应的有机太阳能电池，其特征在于：PCDTBT:PCBM活性层的厚度为100～300nm、金纳米粒子的厚度为1～2nm、MoO₃空穴传输层的厚度为3～5nm、Ag阳极的厚度为80～120nm。

3.权利要求1或2所述的一种基于聚芴阴极界面自组装阳极等离子体共振效应的有机太阳能电池的制备方法，其步骤如下：

1)衬底的处理

将ITO导电玻璃放入烧杯中，分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗20～30分钟，清洗后用氮气吹干；

2)自组装聚芴电子传输层的制备

a，ITO表面羟基化处理

将步骤1)处理得到的ITO导电玻璃衬底浸入0.5～1.5mg/mL的KOH的甲醇溶液中浸泡10～30h，对其进行羟基化处理，使ITO导电玻璃衬底表面悬挂一层OH；

b，自组装界面制备

将聚芴PDHF-Cl溶解在四氢呋喃溶剂中配制成500～1500PPM的溶液，接着将所得PDHF-Cl溶液利用旋转涂敷法旋涂在羟基化处理的ITO导电玻璃衬底表面，旋涂速度为1000～2000rpm；然后将带有PDHF-Cl的ITO导电玻璃衬底在70～110℃条件下退火10～20min；退火过程中PDHF-Cl分子中的Cl将会与ITO表面的OH发生自组装，即在ITO导电玻璃衬底表面上制得PDHF-Cl电子传输层；

3)活性层制备

a，活性层溶液配制

室温条件下，将质量比为1：4的给体材料PCDTBT与受体材料PCBM溶于有机溶剂二氯苯中，配置成5～10mg/mL的溶液，然后在100～400rpm的搅拌速度下搅拌24～48h，配置成PCDTBT：PCBM活性层溶液；

b，活性层制备

在步骤2)聚芴电子传输层上旋涂PCDTBT:PCBM活性层溶液，转速为1000～2500rpm；然后，将样品放入充满氩气的手套箱中，在热台上以70～100℃退火10～40分钟，从而在PDHF-Cl电子传输层上制得PCDTBT:PCBM活性层；

4)金纳米粒子层制备

在压强为1×10^-4～1×10^-5Pa条件下，在PCDTBT:PCBM活性层上蒸镀金纳米粒子，生长速度为

5)在压强为1×10^-4～1×10^-5Pa条件下，在蒸镀有金纳米粒子的活性层上蒸镀MoO₃空穴传输层，生长速度为

6)最后在压强为1×10^-5～1×10^-3Pa条件下在MoO₃空穴传输层上蒸镀Ag电极，生长速度为从而制备得到有机太阳能电池。