[发明专利]一种织物作为衬底的有机太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种织物作为衬底的有机太阳能电池及其制备方法。

背景技术

自从工业革命以来，人类社会的能源消耗速度迅速上升。而且以往的能源主要来自于火力发电，这直接导致了地球上煤、石油、天然气等不可再生能源的储量快速下降。一方面由于上述能源的储量有限，不能长久的供给人类社会；另一方面，由于化石燃料的燃烧，导致的生态环境破坏，会对地球生态产生不可估量的负面影响。

为了解决能源问题，开发新型可再生清洁能源是一项重要而且紧急的工作。太阳能是一种重要的可再生能源，也是人类所能利用的唯一取之不尽的清洁能源。在过去几十年中，太阳能电池技术发展迅猛，无机太阳能电池技术已经日趋成熟，部分已经能够实现大规模发电。然而，无机太阳能电池的成本昂贵，为了解决这一难题，聚合物太阳能电池技术在近几年得到了能源学科的广泛关注，渐渐发展为太阳能电池技术的一个重要的分支。

有机太阳能电池的主要材料是有机聚合物，所以成本较无机材料，如硅、锗，要低很多。而且，聚合物太阳能电池的制备工艺条件，较传统无机太阳能电池要更为宽松，因而，生产成本较低。如今，聚合物太阳能电池效率已经超过10％，接近商业化要求，但是相比于无机太阳能电池，有机太阳能电池的光电转换效率还是偏低的。因此，有机太阳能电池的应用还是应该集中在无机太阳能电池不能应用的特殊领域。这就需要有机太阳能电池凭借自身独特的优势，例如在特殊的衬底上制备，开拓新的应用领域。

织物是由纤维组成的纱线编织而成，纤维与纤维之间、纱线与纱线之间都有空隙，这也是普通织物做成的衣服透水透气穿着舒服的原因。与无机太阳能电池相比，有机太阳能电池的能量转换效率较低，但由于有机太阳能电池一些独特优势，令其能够应用于无机太阳能电池不用应用的领域。无机太阳能电池的功能层为晶相结构，对衬底的要求比较高，不能直接制备到织物上。而对有机太阳能电池来说，其溶液法的制备工艺也不适合直接制备于织物，因为溶液会通过空隙渗出，影响成膜质量，所以在织物上的有机太阳能电池的研究比较少，而大部分的工作是在织物上再沉积一层致密的涂层(如防水或防紫外线涂层)，这样的织物上就可以通过溶液法制备其他有机太阳能电池的功能层。但这样织物就不再是有机太阳能电池的直接衬底，不能体现织物的不同形貌，失去织物作为衬底的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种将有机太阳能电池直接制备在织物上面的织物为衬底的有机太阳能电池及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种织物作为衬底的有机太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

1)在衬底上通过无电沉积法制备金属电极，所述衬底为合成树脂纤维制备的织物；

在制备有PSS层的硅片或玻璃上用溶液法在PSS层上制备有机光电转换层，得有机光电转换层板；

2)将步骤1)所得有机光电转换层板置于去离子水中，PSS层溶于水后，使有机光电转换层形成的薄膜漂在去离子水水面上，将步骤1所得具有金属电极的织物吸附于洁净玻璃片后，置于具有有机光电转换层形成的薄膜的去离子水中，使有机光电转换层形成的薄膜贴于织物的金属电极上，将贴有机光电转换层的织物捞起晾干；

3)在步骤2所得覆盖有机光电转换层的织物上滴加界面修饰层溶液，所述界面修饰层溶液自动扩散修饰金属电极形成电极界面修饰层；

4)在步骤3)所得织物的有机光电转换层上制备透明上电极，得织物作为衬底的有机太阳能电池。

本发明的另一技术方案为提供一种上述的织物作为衬底的有机太阳能电池的制备方法制备的织物作为衬底的有机太阳能电池。

本发明的有益效果在于：本发明公开了一种织物为衬底的有机太阳能电池及其制备方法，所述有机太阳能电池的电极是通过无电沉积的方法原位生长在织物上、阴极修饰层是通过溶液扩散法制备、有机功能层是通过湿法转移法与织物衬底集成。上述方法针对织物这种有纹理有间隙的独特衬底设计，利用有机光电转换层具有有机聚合物薄膜特有的柔韧性和无支持独立存在性，将有机太阳能电池中的有机光电转换层与织物衬底的有机结合，大大拓宽有机太阳能电池的应用领域，弥补其能量转化效率相对较低的劣势。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中的实施例1中制备有银电极的织物的照片；

图2为本发明具体实施方式中的织物为衬底的有机太阳能电池的制备工艺流程图；

图3为本发明具体实施方式中的织物为衬底的有机太阳能电池的结构示意图；