[发明专利]体异质结作为衔接层的有机薄膜太阳能电池及制备方法

权利要求书

1.一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，采用正型结构，从下到上依次为透明衬底、透明阳极电极、阳极修饰层、给体材料层、衔接层一、双极性材料层、衔接层二、受体材料层、电子缓冲层和阴极电极，衔接层一是由P型材料和双极性材料互相混合形成，衔接层二是由双极性材料和N型材料互相混合形成。

2.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，P型材料为：聚(3-己基噻吩)、聚(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基乙撑)、聚[[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基]、聚苯乙烯撑系列材料、聚噻吩系列材料或基于芳环并噻二唑基团的给体材料中的一种或它们的混合。

3.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，N型材料为：富勒烯衍生物、BBL、PTPTB或含芘酰亚胺聚合物中的一种或它们的混合。

4.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，双极性材料是亚酞菁。

5.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，衔接层一由TTPA和SubPc混合形成，衔接层二由SubPc和C₆₀混合形成。

6.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，给体材料层的厚度为X nm；衔接层一中P型材料和双极性材料的重量混合比例为1:4，其厚度为(90-3X)/2nm；双极性材料层的厚度为X nm；衔接层二中双极性材料和N型材料的重量混合比例为1:4，其厚度为(90-3X)/2nm；N型材料的厚度为X nm，其中X的取值为20～30。

7.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，阳极修饰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PEDOT︰PSS或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。

8.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，透明衬底是玻璃或者柔性基片或者金属片；透明阳极电极是金属氧化物薄膜；阴极电极是锂、镁、钙、锶、铝或铟中的一种或由它们的合金。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

①洗由透明衬底及透明导电阳极ITO所组成的基板，然后用氮气吹干；

②在透明导电阳极ITO表面旋转涂覆、印刷或喷涂阳极修饰层溶液，并将所形成的薄膜进行烘烤，制备得到阳极极修饰层；

③在阳极修饰层上制备形成给体材料层；

④在给体材料层上制备形成衔接层一；

⑤在衔接层一上制备形成双极性材料层；

⑥在双极性材料层上制备形成衔接层二；

⑦在衔接层二上制备形成受体材料层；

⑧在受体材料层上制备形成电子缓冲层；

⑨在电子缓冲层上制备形成阴极。

10.根据权利要求1所述的一种基于体异质结作为活性层衔接层的有机薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤②中薄膜烘烤的温度为120～150℃，时间为5～60min，透明阳极电极和阴极电极通过真空热蒸镀、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，衔接层一、衔接层二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、滴膜、压印、印刷或气喷中的一种方法制备。