[发明专利]采用气溶胶喷射印刷制造有机光伏电池的光活性层的方法

权利要求书

1.一种采用气溶胶喷射印刷制造有机光伏电池的光活性层的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：制备用于所述有机光伏电池的光活性溶液；

步骤2：使在步骤1中制备的所述光活性溶液雾化并将它输送到气溶胶喷嘴；和

步骤3：将在步骤2中雾化并输送到所述气溶胶喷嘴的雾状的所述光活性溶液喷射到透明电极上，由此引起自发结晶，从而形成光活性层；以及

步骤4：视需要，对在步骤3中沉积的所述光活性层进行烧结。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述光活性溶液是通过将电子供体和电子受体溶解在有机溶剂中获得的。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述电子供体为具有2.5～1.4eV的带隙的p型有机半导体材料。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述p型有机半导体材料选自：聚[2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-对苯乙炔](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3，7-二甲基辛氧基)-1，4-苯乙炔](MDMO-PPV)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)以及它们的混合物。

5.如权利要求2所述的方法，其中，所述电子受体为n型有机半导体材料，所述n型有机半导体材料的示例包括富勒烯和富勒烯的衍生物。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述n型有机半导体材料选自：苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)、其衍生物和它们的混合物。

7.如权利要求2所述的方法，其中，所述有机溶剂选自：苯、甲苯、三甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、邻二氯苯和它们的混合物。

8.如权利要求2所述的方法，其中，在所述光活性溶液中，所述电子供体和所述电子受体的用量为0.1～2.5wt％。

9.如权利要求2所述的方法，其中，将加入到所述有机溶剂中的所述电子供体和所述电子受体的重量混合比设定为1∶0.3～1∶5。

10.如权利要求1所述的方法，其中，步骤2中的雾化是通过向在步骤1中制备的所述光活性溶液施加20kHz～200MHz的超声波来进行的。

11.如权利要求1所述的方法，其中，步骤2中的雾化是通过采用0.01～5psi的压缩空气使在步骤1中制备的所述光活性溶液受到气动过程来进行的。

12.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤2中雾化的所述光活性溶液是采用惰性气体作为载气而被输送到所述气溶胶喷嘴的。

13.如权利要求1所述的方法，其中，通过额外采用鞘气提高载气的流速来促进步骤3中的喷射。

14.一种有机光伏电池的光活性层，所述光活性层是通过权利要求1～13中任一项所述的方法制造的，并且是选自如下两种活性层中的任一者：包括电子供体和电子受体的混合物的单个有机活性层；和具有多层结构的光活性层，所述具有多层结构的光活性层如下面的a)～e)所示：

a)供体层/受体层；

b)供体层/供体-受体混合物层/受体层；

c)供体-受体混合物层/电子-空穴复合层/供体-受体混合物层；

d)供体层/受体层/电子-空穴复合层/供体层/受体层；

e)供体层/供体-受体混合物层/受体层/电子-空穴复合层/供体层/供体-受体混合物层/受体层。

15.一种有机光伏电池，所述有机光伏电池包括依次形成在基板上的透明电极层、空穴注入层、光活性层和电极层；

其中，所述光活性层是通过权利要求1～13中任一项所述的方法制造的，并且是选自如下两种活性层中的任一者：包括电子供体和电子受体的混合物的单个有机活性层；和具有多层结构的光活性层，所述具有多层结构的光活性层如下面的a)～e)所示：

a)供体层/受体层

b)供体层/供体-受体混合物层/受体层

c)供体-受体混合物层/电子-空穴复合层/供体-受体混合物层

d)供体层/受体层/电子-空穴复合层/供体层/受体层

e)供体层/供体-受体混合物层/受体层/电子-空穴复合层/供体层/供体-受体混合物层/受体层。