[发明专利]一种具有二维纳米碗阵列陷光结构的有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有二维纳米碗阵列陷光结构的有机太阳能电池，从下至上，依次由ITO 导电玻璃衬底、TiO₂电子传输层、PCDTBT:PCBM活性层、MoO₃空穴传输层 和Ag阳极组成，其特征在于：与MoO₃空穴传输层相接触的PCDTBT:PCBM 活性层表面为高度有序的二维纳米碗阵列陷光结构，纳米碗的直径为 350～450nm，高度为170～230nm。

2.如权利要求1所述的一种具有二维纳米碗阵列陷光结构的有机太阳能电池， 其特征在于：TiO₂电子传输层的厚度为30～50nm、PCDTBT:PCBM活性层的厚 度为200～300nm、MoO₃空穴传输层的厚度为3～5nm、Ag阳极的厚度为 80～120nm。

3.权利要求1所述的一种具有二维纳米碗阵列陷光结构的有机太阳能电池的制 备方法，其步骤如下：

1)将ITO导电玻璃放入烧杯中，分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清 洗20～30分钟，清洗后用氮气吹干；

2)将TiO₂溶胶旋涂在ITO导电玻璃表面，旋涂速度为3000～5000rpm；然 后将带有TiO₂溶胶的ITO导电玻璃用马弗炉在350～500℃条件下退火2～3h； 自然冷却降温到室温后，即可在ITO上制得TiO₂薄膜；

3)室温条件下，将给体材料PCDTBT与受体材料PCBM按质量比1：4溶 于有机溶剂二氯苯中，配置成5～10mg/mL的溶液，然后在100～400rpm的搅拌 速度下搅拌24～48h，即可配置成PCDTBT：PCBM的混合溶液；

4)在TiO₂薄膜上旋涂PCDTBT:PCBM混合溶液，转速为1000～2500rpm； 然后，将样品放入充满氩气的手套箱中，在热台上以70～100℃退火30～50分钟， 从而在TiO₂薄膜上制得PCDTBT:PCBM活性层；

5)将旋涂有活性层的样品放在纳米热压印机中，以TiO₂二维纳米碗阵列为 模版，然后设定加压温度为50～70℃，保压温度60～80℃，保压时间10～20分 钟，泄压温度30～60℃，从而在PCDTBT:PCBM活性层的表面制得二维纳米碗 阵列的陷光结构；

6)再在压强为1×10^-4～1×10^-5Pa条件下，在具有二维纳米碗阵列陷光结构 的活性层上蒸镀MoO₃空穴传输层，厚度为3～5nm，生长速度为

7)最后在压强为1×10^-5～1×10^-3Pa条件下在MoO₃空穴传输层上蒸镀Ag 电极，厚度为80～120nm，生长速度为进而制备得到具有二维纳米碗 阵列陷光结构有机太阳能电池。