[发明专利]一种高性能聚合物太阳能电池阴极修饰材料

说明书

技术领域

本发明属于聚合物太阳能电池材料领域，特别涉及一种高性能聚合物太阳能电池阴极修饰材料。

背景技术

聚合物太阳能电池与传统无机半导体太阳电池相比具有制备工艺简单：如可采用喷涂，刮涂等方法制备，造价低廉，可制成超薄、大面积柔性器件等优点而倍受关注。目前研究热点是聚合物太阳能电池材料的设计与合成，器件结构的改进，制备过程及其他因素对界面、光活性层形态和器件性能的影响，对材料在分子水平的控制，分子的自组装和界面修饰，对聚合物太阳能电池机理的研究等，最终希望获得高的能量转化效率的聚合物太阳能电池器件。聚合物太阳能电池一般由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混膜夹在 ITO 透明正极和金属负极之间所组成。结构规整的聚(3-己基)噻吩(P3HT)和可溶性C₆₀衍生物PCBM是最具代表性的给体和受体光伏材料。目前报道的聚合物太阳能电池光伏性能的提高主要得益于新型光伏材料和活性层纳米尺度形貌的优化。其实，聚合物太阳能电池的性能与其它太阳电池一样还会受到器件电极的影响。在聚合物太阳能电池中，电极起着有效收集和提取电荷的作用。聚合物太阳能电池在活性层和电极间通常具有电极界面修饰层，这些修饰层对于电荷收集往往起到至关重要的作用。

乙酰丙酮锆，白色晶体，微溶于水、乙醇、乙醚和石油醚，溶于吡啶、丙酮、苯和氯化烃。分子式：C₂₀H₂₈ZrO₈，分子量：487.66，密度:1.415g/ml，熔点:194-195℃，主要用于催化剂；锆金属镞，四β-二酮锆液晶材料的原材料。乙酰丙酮锆的结构式（1）所示。

式（1）

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能聚合物太阳能电池阴极修饰材料。

一种聚合物太阳能电池阴极修饰材料，所述阴极修饰材料为乙酰丙酮锆，其是通过旋涂将乙酰丙酮锆溶液加工在光电活性层或透明导电电极之上，形成乙酰丙酮锆膜，得到阴极修饰层。

所述乙酰丙酮锆膜的厚度为20-100?。

所述乙酰丙酮锆溶液的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、水中的一种或一种以上。

所述旋涂的转速为800-5000rpm。

所述乙酰丙酮锆溶液浓度为0.2-10mg/ml。

本发明的有益效果为：以乙酰丙酮锆为阴极修饰材料，将其引入聚合物太阳能电池中，实现了电子的高效收集，且具有光学间隔的作用，增强光吸收，并且与现有的Ca相比，本发明的修饰层具有低的功函数；高的电导和高的电子传输性能可选择性地收集电子、阻挡空穴且选用溶剂加工方法，无需蒸镀，工艺简单，成本低廉，实验重复性好、适合于大规模工业化生产等特点。

附图说明

图1为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC₆₀BM/Al的电流-电压特性曲线；

图2为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC₆₀BM/乙酰丙酮锆/Al的电流-电压特性曲线；

图3为ITO/PEDOT:PSS/PBDTTT-C-T: PC₇₀BM /Al的电流-电压特性曲线；

图4为ITO/PEDOT:PSS/ PBDTTT-C-T:PC₇₀BM /乙酰丙酮锆/Al的电流-电压特性曲线；

图5为ITO/PEDOT:PSS/P141:PC₆₀BM /Al的电流-电压特性曲线；

图6为ITO/PEDOT:PSS/ P141:PC₆₀BM /乙酰丙酮锆/Al的电流-电压特性曲线。

具体实施方式

实施例1（对比例）