[发明专利]一种倒置体异质结有机太阳能电池

摘要

本发明属有机太阳能电池器件设计与制备的技术领域，特别是涉及一种活性层表面具有用PDMS（聚二甲基硅氧烷）模板压印的三维结构的倒置有机太阳能电池及其制造方法。一种倒置体异质结有机太阳能电池，由阴极层、电子传输层、活性层、空穴传输层、阳极层组成，阴极层为铟锡氧化物ITO，电子传输层为厚度为10±0.2纳米的ZnO，活性层为厚度为100±0.2纳米的PTB7:PC₇₀BM，空穴传输层为厚度为3±0.2纳米的MoO₃，阳极层为厚度为100±0.2纳米的银，活性层上有PDMS模板压印的三维图案。本发明还公开了具体的制作方法。

主权项

1.一种倒置体异质结有机太阳能电池的方法，该倒置体异质结有机太阳能电池，由阴极层、电子传输层、活性层、空穴传输层、阳极层组成，阴极层为铟锡氧化物ITO，电子传输层为厚度为10± 0.2纳米的ZnO，活性层为厚度为100± 0.2纳米的PTB7:PC70BM，空穴传输层为厚度为3± 0.2 纳米的MoO3，阳极层为厚度为100± 0.2纳米的银，活性层上有PDMS模板压印的三维图案，三维图案为表面具有多个锥形孔的图案，其特征在于按照如下的步骤进行：步骤一、活性层溶液配制，将10单位毫克PTB7、15单位毫克PC70BM、1260单位微升氯苯CB、40单位微升1,8‑二碘辛烷DIO混合后在60℃温度下搅拌均匀，获得活性层溶液；步骤二、把氧化铟锡导电玻璃清洗干净后，用紫外光进行照射处理后作为阴极层；步骤三、在氧化铟锡导电玻璃上旋涂厚度为10±0.2纳米的ZnO层形成电子传输层，在ZnO层上旋涂活性层溶液，旋涂了ZnO层的氧化铟锡导电玻璃置于加热台上，150℃下退火5 min，之后常温静置至少5 min，然后再在ZnO层上旋涂活性层溶液，形成厚度为100± 0.2纳米的PTB7:PC70BM层即活性层；步骤四、用PDMS模板压印PTB7:PC70BM层使PTB7:PC70BM层表面形成三维图案，PDMS模板的制作过程为：取一块表面具有多个倒锥形孔的阳极氧化铝AAO为母版，将母版用氧等离子体处理后，在100摄氏度温度下，用1H,1H,2H,2H‑全氟辛基三氯硅烷作为脱模剂进行脱模处理，然后分别用去离子水和异丙醇冲洗脱模处理后的母版，除去未反应的脱模剂，将质量比10:1混合AB组分的Sylgard184 PDMS硅胶搅拌均匀，除气泡后浇注在母版上，再次除去Sylgard184 PDMS硅胶中的气泡，将母版水平静置30 分钟，使硅胶自动达到平整状态即肉眼看没有明显的凸起或凹坑，然后使母版在60摄氏度温度下烘烤使硅胶固化，将硅胶取下，切割成合适大小，浸泡在无水乙醇中用超声波清洗后，用氮气吹干形成PDMS模板，AB组分的Sylgard184 PDMS硅胶中，A组分是Silicone Elastomer，B组分是Silicone Elastomer Curring Agent 24001673921；步骤五、在有三维图案的PTB7:PC70BM层上蒸镀厚度为3±0.2纳米的MoO3层即空穴传输层，在MoO3层上蒸镀厚度为100±0.2纳米的银即阳极层。