[发明专利]一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料及其有机太阳电池器件与制备方法

权利要求书

1.一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料，其特征在于：该界面材料为聚乙烯吡啶或聚乙烯吡啶衍生物，所述聚乙烯吡啶或聚乙烯吡啶衍生物的结构式如下：

(1)聚乙烯吡啶

(2)离子化聚乙烯吡啶衍生物

(3)氧化聚乙烯吡啶衍生物

其中，n为重复单元数为10～1000；R为C₁～C₄的直链烷烃；X为Cl^-，Br^-，I^-，CH₃SO₃^-或者CF₃SO₃^-；Y+Z＝1，0.01≤Z≤1。

2.权利要求1所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件，其特征在于，所述有机太阳电池器件结构有两种，其一为由下到上由衬底、阳极层、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层和阴极层组成，其二为由下到上由衬底、阴极层、金属氧化物、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层和阳极层组成。

3.根据权利要求2所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件，其特征在于：所述阴极修饰层的厚度为0.1～100纳米。

4.根据权利要求2所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件，其特征在于：所述活性层为具有电子给体材料和电子受体材料的本体异质结结构的薄膜层，厚度为40～1000纳米；其中电子给体材料包括聚乙烯撑类芳香聚合物、聚芴、聚硅芴、聚咔唑、聚噻吩、聚吲哚咔唑、聚茚芴、聚苯并二噻吩的均聚物或者共聚物；其中电子受体材料为富勒烯或者富勒烯衍生物、金属化合物半导体量子点或者纳米线。

5.根据权利要求2所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件，其特征在于：所述衬底为玻璃或者透明塑料薄膜；所述阳极层为铟参杂的氧化锡薄膜、氟参杂的氧化锡薄膜、铝参杂的氧化锌薄膜、金属银或金薄膜；所述阳极修饰层为聚乙撑二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸钠的混合薄膜、聚三苯胺的均聚物或共聚物、聚咔唑的均聚物或共聚物、氧化钼薄膜、氧化镍薄膜、氧化钒薄膜或者氧化钨薄膜；所述阴极层为铝、银、石墨烯、石墨烯衍生物，或者为碱金属、碱土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物中的一种或一种以上组成的复合膜，或者为由铝或银覆盖的碱金属、碱土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物中的一种或一种以上组成的复合膜；所述金属氧化物为氧化锌、氧化钛或者氧化铝。

6.制备权利要求2所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件的方法，其特征在于，制备方法有两种，其中一种制备方法的具体步骤如下：(1)在衬底上通过溶液加工法或者真空蒸镀法依次制备阳极层、阳极修饰层和活性层；(2)将聚乙烯吡啶或者聚乙烯吡啶衍生物溶解在溶剂中，然后通过溶液加工法将聚乙烯吡啶或者聚乙烯吡啶衍生物制备于活性层上，获得阴极修饰层；(3)在阴极修饰层上通过溶液加工法或者真空蒸镀法制备阴极层，得到所述水/醇溶型非共轭聚合物有机太阳电池器件；另一种制备方法的具体步骤为：(1)在衬底上通过溶液加工法或者真空蒸镀法依次制备阴极层、金属氧化物层；(2)将聚乙烯吡啶以及聚乙烯吡啶的衍生物溶解在溶剂中，然后通过溶液加工法将聚乙烯吡啶以及聚乙烯吡啶的衍生物制备于金属氧化物上，获得阴极修饰层；(3)在阴极修饰层上通过溶液加工法制备活性层；(4)在活性层上通过溶液加工法或者真空蒸镀法制备阳极修饰层；(5)在阳极修饰层上通过溶液加工法或者真空蒸镀法制备阳极层，得到所述水/醇溶型非共轭聚合物有机太阳电池器件。

7.根据权利要求6所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件的制备方法，其特征在于：所述的溶液加工法为旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷、印刷或喷墨打印方法。

8.根据权利要求6所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件的制备方法，其特征在于：所述溶液中的溶剂为有机溶剂、水或者混合溶剂；所述有机溶剂为有机极性溶剂；所述混合溶剂由有机极性溶剂组成；所述有机极性溶剂为醇、有机酸、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺。

9.根据权利要求6～8任一项所述的一种水/醇溶型非共轭聚合物界面材料作为阴极修饰层的有机太阳电池器件的制备方法，其特征在于：所述的聚乙烯吡啶以及聚乙烯吡啶的衍生物在溶剂中的浓度为0.1～20毫克每毫升。