[发明专利]金属网嵌套异质结的有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.金属网嵌套异质结的有机太阳能电池，包括透明衬底、透明阳极电极、空穴传输层、给体材料层、受体材料层、电子缓冲层和阴极电极，其特征在于，所述给体材料层与受体材料层之间设置有超薄金属网状结构层，所述超薄金属网状结构层与给体材料层和受体材料层的接触，形成电荷的扩散通道。这样有利于电子扩散到给体材料层和空穴扩散到受体材料层，最终形成了双内建电场，提高了光生激子在给体材料和受体材料接触界面的分离效率。

2.根据权利要求1所述的金属网嵌套异质结的有机太阳能电池，其特征在于，所述超薄金属网状层的厚度为0.3nm-10nm。

3.根据权利要求1所述的金属网嵌套异质结的有机太阳能电池，其特征在于，所述受体材料层的材料为有机n型材料，电子为多数载流子，其材料为富勒烯衍生物或其他受体材料。

4.根据权利要求1所述的金属网嵌套异质结的有机太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层为有机导电聚合物薄膜或金属氧化物薄膜，其中有机导电聚合物薄膜为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS或聚苯胺PANI类有机导电聚合物薄膜，金属氧化物薄膜为氧化钼薄膜或氧化镍薄膜； 所述电子缓冲层是金属有机配合物，为吡啶类、邻菲咯啉类、噁二唑类或咪唑类化合物材料中的一种材料，其中金属有机配合物包括8-羟基喹啉铝或二（2-甲基-8-喹啉并）-4-（苯基苯酚）铝，吡啶类化合物包括三[2,4,6-三甲基-3-（吡啶-3-yl）苯基]-硼烷，邻菲咯啉类化合物包括2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲或者4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲，噁二唑类化合物材料是2-（4-二苯基）-5-（4-叔丁苯基）-1,3,4-噁二唑或1,3-二[（4-三元胺-丁基苯基）-1,3,4-重氮基酸-5-yl]苯，咪唑类化合物材料是1,3,5-三（N-苯基-苯并咪唑-2）苯。

5.根据权利要求1所述的金属网嵌套异质结的有机太阳能电池，其特征在于，所述透明衬底是玻璃或者柔性基片或者金属片或金属箔片；所述透明阳极电极是金属氧化物薄膜如ITO；所述阴极电极为锂、镁、钙、锶、铝或铟或它们组合形成的合金。

6.所述金属网嵌套异质结的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①先对衬底进行彻底的清洗，清洗后干燥；

②在衬底表面形成阳极；

③在阳极上形成一层空穴传输层；

④在空穴传输层上形成一层给体材料；

⑤在给体材料层上形成网状的连续的超薄膜层；

⑥在超薄膜层和给体材料层上形成一层受体材料层；

⑦在受体材料层上形成一层电子缓冲层；

⑧在电子缓冲层上形成阴极。

7.根据权利要求6所述的金属网嵌套异质结的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述阳极、阴极是通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷或打印中的一种方法制备。

8.根据权利要求6所述的金属网嵌套异质结的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层、给体材料层、超薄膜层、受体材料层和电子缓冲层通过等离子体增强的化学气相沉积、热氧化、旋涂、真空蒸镀、旋涂、滴膜、压印、印刷或气喷中的一种方法制备。