[发明专利]活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的阴极基底、电子传输层、活性层、空穴传输层和阳极层，其中活性层为掺杂了GeSe二维纳米材料的P3HT:PCBM薄膜；

所述活性层厚度为110-130nm。

2.根据权利要求1所述的活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池，其特征在于，所述阴极基底为铟锡氧化物玻璃。

3.根据权利要求1所述的活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层为ZnO薄膜，所述电子传输层的厚度为20-30nm。

4.根据权利要求1所述的活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层为MoO₃，所述空穴传输层的厚度为

5.根据权利要求1所述的活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极层为银，所述阳极层的厚度为

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)清洗阴极基底，并对所述清洗后的阴极基底表面进行氧气plasma处理；

(2)在步骤(1)所述氧气plasma处理过的阴极基底的表面依次旋涂电子传输层、活性层；

(3)在步骤(2)所述活性层的表面依次蒸镀空穴传输层和阳极层。

7.根据权利要求6所述的制备活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的清洗阴极基底包括：依次使用洗洁精、去离子水、丙酮、异丙醇、无水乙醇各超声清洗13-15分钟，然后在80-90℃的真空干燥箱中烘干10-12小时；所述氧气plasma处理的时间为14-16分钟。

8.根据权利要求6所述的制备活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述旋涂电子传输层的制备方法包括：

将乙酸锌溶于乙二醇甲醚溶剂中，配成质量体积比为0.95-1.05g/ml的溶液，进行持续时间为1-2小时的第一次搅拌处理；在上述溶液中加入乙醇胺，乙醇胺在该溶液中的体积分数为2.5％-3％，进行持续11-12小时的第二次搅拌，最终得到所需ZnO溶液；

将所述ZnO溶液旋涂在步骤(1)所述氧气plasma处理过的阴极基底表面上，转速为3900-4100r.p.m，时间为35-40s；将所述旋涂完ZnO的阴极基底进行退火处理，温度为195-205℃，时间为45-65分钟。

9.根据权利要求6所述的制备活性层掺杂了GeSe二维纳米材料的有机太阳能电池的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述旋涂活性层的制备步骤包括：

将GeSe粉末溶于无水乙醇溶液，配成质量浓度2-4mg/ml的混合液；将所述混合液超声6-8小时后，在2500-3500r.p.m的转速下离心20-30分钟后取出上清液，再将所述上清液于相同转速下离心20-30分钟，取出上清液，即得到所需GeSe溶液；

将P3HT和PCBM溶于邻二氯苯溶剂中，其中P3HT:PCBM质量比为0.9-1.1:1，P3HT的浓度为18-22mg/ml，在50-60℃的温度下搅拌12-24小时，得到P3HT:PCBM溶液；

将所述GeSe溶液溶于所述P3HT:PCBM溶液中，其中GeSe溶液的体积分数为5％-10％，搅拌50-60min，得到所述活性层溶液；最后在所述电子传输层表面上旋涂活性层溶液，转速为950-1050r.p.m，时间为35-40秒；所述活性层旋涂完成后放置20-24小时自然晾干，随后以120-150℃退火处理7-9分钟。