[发明专利]一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法

说明书

本发明公开了一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法，包括以下步骤：A．将电子传输层材料与氧化石墨烯共混，将所得混合物加热溶解在高沸点溶剂中形成溶液W；B．惰性气体保护和加热下，将溶液W趁热过滤，滤液避光保存；C．向滤液中加入添加剂，保存时间≤24h；D．将滤液在真空条件下蒸馏去除溶剂，得到电子传输层材料与氧化石墨烯的混合物。通过将氧化石墨烯以及添加剂加入到电子传输层材料中，所得到的共混材料成膜后，较之前的未添加氧化石墨烯及添加剂的电子传输层材料成膜后所得到的电子迁移率有明显提升。

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，更具体地，涉及一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法。

背景技术

有机聚合物太阳电池因其具有成本低廉、工艺简单、原料来源丰富且环保等特点，一直以来都是光伏领域的研究热点，同时，其器件本身又具有可制备成柔性、轻便、半透明电池等优势，因此吸引了国内外研究者的广泛关注和研究。

目前，有机太阳电池活性层材料主要为体相异质结结构，活性层材料是由给体和受体材料形成均匀混合的、双连续的互穿网络。一般而言，活性层材料给体材料为含芳稠环的共轭聚合物，受体材料为[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯衍生物(PCBM)。有机太阳电池材料的空穴/电子传输率是影响有机太阳电池光电效率的重要指标之一。有机材料的空穴/电子传输率越高，则光激发的空穴/电子在材料中越不容易淬灭，从而有更高几率达到阴阳极形成有效电流。为了有效提升太阳电池的空穴/电子传输率，人们会在阴阳极和活性层中间加入特定结构的电子/空穴传输层，从而实现上述目的。如聚芴类高分子，就被证明是一类较常见的电子传输层材料。

然而聚芴类高分子，提升有机太阳电池电子迁移率的效果较为有限，人们更想通过简单的手法进一步提升有机太阳电池电子迁移率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供另一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法，可以进一步提升电子传输层中电子迁移率。

令人意外的发现，将氧化石墨烯添加至电子传输层材料中形成共混物，此共混物成膜后电子迁移率有明显的提升。

为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：

一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法，包括如下步骤：

A.将电子传输层材料与氧化石墨烯共混，将所得混合物加热溶解在高沸点溶剂中形成溶液W；

B.惰性气体保护下和加热下，将溶液W趁热过滤，滤液避光保存；

C.向滤液中加入添加剂，保存时间≤24h；

D.将滤液在真空条件下蒸馏去除溶剂，得到电子传输层材料与氧化石墨烯的混合物；

其中，电子传输层材料的分子结构式为：

其中，R¹、R²为C1-C22的烷基或者C1-C22的烷氧基，所述烷基或者烷氧基为直链、支链或者环状，其中一个或多个碳原子可以被氧原子、烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基、硝基取代，氢原子可被卤素原子、氧原子、烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基或硝基取代。

进一步的，一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法，所述电子传输层和氧化石墨烯的质量比为1：0.01-0.1。

进一步的，一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法，所述添加剂为二碘辛烷或氯萘。

进一步的，一种对有机聚合物电池电子传输层改性的方法，所述添加剂在溶液W滤液中的占比为0.1-1wt％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：