[发明专利]基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202110642002.0 申请日: 2021-06-09
公开(公告)号: CN113437224B 公开(公告)日: 2023-06-23
发明(设计)人: 梁永晔;王薇;杨庭斌;李鑫 申请(专利权)人: 南方科技大学
主分类号: H10K30/88 分类号: H10K30/88;H10K30/81;H10K71/00;H10K71/12;H10K85/60;B82Y30/00;B82Y40/00
代理公司: 深圳叁众知识产权代理事务所(普通合伙) 44434 代理人: 董杨
地址: 518055 广东省*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 基于 双层 阴极 界面 聚合物 太阳能电池 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池,其特征在于,包括:依次层叠设置的衬底、阳极 ITO、阳极界面层、光活性层、无机阴极界面层、有机阴极界面层和金属电极;

其中,所述有机阴极界面层的厚度为5-20 nm;所述有机阴极界面层的材料为 PDINO;

所述光活性层的材料为聚合物给体材料PMT50或PM6和稠环小分子受体材料Y6的混合物;

所述无机阴极界面层的材料选自ZnO。

2.根据权利要求1所述的基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池,其特征在于,所述无机阴极界面层的厚度为 8-55 nm。

3.根据权利要求1或2所述的基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池,其特征在于,所述光活性层的厚度为 80-150 nm。

4.根据权利要求1或2任一项所述的基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池,其特征在于,所述阳极界面层的厚度为 20-30 nm;

任选地,所述阳极界面层的材料选自 PEDOT:PSS 和金属氧化物中的至少之一;

任选地,所述金属氧化物选自MoOx、NiOx和WOx中的至少之一。

5.根据权利要求1或2任一项所述的基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池,其特征在于,所述衬底为玻璃衬底或柔性材料衬底;

任选地,所述金属电极为 Ag 或 Al,

任选地,所述金属电极的厚度为 80-150 nm。

6.一种制备权利要求 1-5 任一项所述的基于双层阴极界面的正装聚合物太阳能电池的方法,其特征在于,包括:

(1)在阳极 ITO 基底远离衬底的表面旋涂阳极界面层材料的分散液,以便形成阳极界面层;

(2)在所述阳极界面层远离所述阳极 ITO 基底的表面旋涂光活性层材料的分散液,以便形成光活性层;

(3)在所述光活性层的远离所述阳极界面层的表面旋涂无机阴极界面层材料的分散液,以便形成无机阴极界面层;

(4)在所述无机阴极界面层的远离所述光活性层的表面旋涂有机阴极界面层材料的分散液,以便形成有机阴极界面层;

(5)真空条件下,在所述有机阴极界面层的远离所述无机阴极界面层的表面蒸镀金属阴极材料,以便形成金属电极。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述无机阴极界面层材料的分散液的浓度为 0.5 mg/mL-5 mg/mL。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述有机阴极界面层材料的分散液的浓度为 1-5 mg/mL。

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,对所述阳极 ITO 基底进行预处理,具体包括:清洗,干燥,进行 UVO 处理;

步骤(1)进一步包括:对所述阳极界面层进行退火处理,退火温度为 120-180℃,退火时间为 10-30 min;

在步骤(1)中,所述阳极界面层材料的分散液的浓度为 1-1.3 mg/mL;

步骤(2)进一步包括:对所述光活性层进行退火处理,退火温度为 100-120℃,退火时间为 10-30 min;

在步骤(2)中,所述光活性层材料的分散液的浓度为 12-25 mg/mL;

在步骤(2)中,所述光活性层材料为聚合物给体材料 PMT50 和稠环小分子受体材料Y6 的混合物,所述 PMT50 和所述 Y6 的质量比例为 1:1-1:1.5;

在步骤(5)中,真空度为 1×10-6 -4×10-6Pa。

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