[发明专利]一种透明电极及其制备方法和有机太阳能电池

权利要求书

1.一种透明电极，其特征在于，包括基底和设置在所述基底表面的透明导电薄膜，所述透明导电薄膜的材料包括石墨烯材料和化学结构式如式(Ⅰ)所示的导电聚合物，所述石墨烯材料包括石墨烯或掺杂石墨烯，所述石墨烯材料均匀分散在所述透明导电薄膜中，

式(Ⅰ)，

其中，n为10～30。

2.如权利要求1所述的透明电极，其特征在于，所述透明导电薄膜中，所述导电聚合物与所述石墨烯材料的质量比为1:1～10:1。

3.如权利要求1或2所述的透明电极，其特征在于，所述石墨烯材料的层数为单层或多层。

4.如权利要求1～3任一项所述的透明电极，其特征在于，所述掺杂石墨烯为氮掺杂石墨烯或硼掺杂石墨烯。

5.如权利要求1～4任一项所述的透明电极，其特征在于，所述透明导电薄膜的厚度为1～10nm。

6.如权利要求1～5任一项所述的透明电极，其特征在于，所述基底的材质为玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚氨酯。

7.一种透明电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供基底，将石墨烯材料和化学结构式如式(Ⅱ)所示的聚合物溶于极性溶剂中，得到混合溶液；将所述混合溶液涂覆在所述基底表面形成薄膜；所述石墨烯材料包括石墨烯或掺杂石墨烯，

式(Ⅱ)；其中R为碳原子数为4～15的烷基，n为10～30；

加热所述薄膜，使所述化学结构式如式(Ⅱ)所示的聚合物发生热解反应，生成化学结构式如式(Ⅰ)所示的导电聚合物，得到透明导电薄膜，从而得到透明电极；所述透明导电薄膜的材料包括石墨烯材料和化学结构式如式(Ⅰ)所示的导电聚合物，所述石墨烯材料均匀分散在所述透明导电薄膜中，

式(Ⅰ)，

其中，n为10～30。

8.如权利要求7所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述R为1,1,4,8-四甲基壬烷基。

9.如权利要求7或8所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述化学结构式如式(Ⅱ)所示的聚合物的浓度为1～10g/L，所述石墨烯材料的浓度为0.1～3g/L。

10.如权利要求7～9任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂为水、乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃和二甲基甲酰胺中的至少一种。

11.如权利要求7～10任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方法包括旋涂、喷涂或刮涂。

12.如权利要求7～11任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述加热温度为150℃～250℃，加热时间为0.5～1h。

13.如权利要求7～12任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述透明导电薄膜中，所述导电聚合物与所述石墨烯材料的质量比为1:1～10:1。

14.如权利要求7～13任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述石墨烯材料的层数为单层或多层。

15.如权利要求7～14任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述掺杂石墨烯为氮掺杂石墨烯或硼掺杂石墨烯。

16.如权利要求7～15任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述基底的材质为玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚氨酯。

17.如权利要求7～16任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述透明导电薄膜的厚度为1～10nm。

18.如权利要求7～17任一项所述的透明电极的制备方法，其特征在于，所述化学结构式如式(Ⅱ)所示的聚合物采用以下方法制备得到：

在无氧环境下，将等摩尔比的如式(3)所示的的化合物和如式(4)所示的化合物添加入含有催化剂的溶剂中溶解，得到反应液，将所述反应液在85℃～110℃下进行suzuki偶联反应，反应时间为12～48小时，制得化学结构式如式(Ⅱ)所示的聚合物；

其中，R为碳原子数为4～15的烷基。