[发明专利]一种有机稀土固体胶束及其制备方法和提高太阳能电池光电转化效率的方法

权利要求书

1.一种有机稀土固体胶束的制备方法，其特征在于，将有机共轭小配体作为第一配体，一种具有两亲性二嵌段聚合物作为第二配体，二者与稀土元素氯化物溶液混合掺杂进行自组装形成有机稀土固体胶束；所述两亲性二嵌段聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸(PMMA-b-PAA)；有机共轭小配体：稀土元素氯化物：两亲性二嵌段聚合物的摩尔比为3:1:1；有机共轭小配体：稀土元素氯化物：两亲性二嵌段聚合物在50-70℃的油浴锅中进行络合反应5-10小时，得到有机稀土固体胶束溶液，有机稀土固体胶束是尺寸在10-20nm的络合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述两亲性二嵌段聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸(PMMA-b-PAA)的制备方法为：(1)称取一定量的可逆加成断裂链转移剂(RAFT)和适量的引发剂，二氧六环作为溶剂，加入一定量的甲基丙烯酸甲酯MMA单体，在氮气环境中和70℃的温度下进行油浴合成反应8小时，将反应完成的液体用石油醚进行洗涤，抽滤得到上层固体进行干燥制得第一嵌段聚合物；(2)称取一定量的步骤(1)的产物，加入适量的引发剂，二氧六环作为溶剂，当聚甲基丙烯酸甲酯全部溶解后，加入一定量的丙烯酸单体，在氮气环境中和50℃的油浴中进行合成反应6小时，用石油醚对所制备的反应液进行洗涤去除杂质和未反应的单体，倒去上层液体得到下层粘状固体，然后进行干燥制得两亲性二嵌段聚合物(PMMA-b-PAA)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土元素氯化物溶液包括氯化铕、氯化铽、氯化铥或氯化钆溶液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机共轭小配体为2-噻吩甲酰三氟丙酮TTA。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机共轭小配体为1,10-邻菲罗啉Phen、乙酰丙酮、水杨酸或二苯甲酰甲烷DBM之一。

6.根据权利要求1-5任一所述方法制备获得的有机稀土固体胶束，尺寸在10-20nm之间，呈球形，具有很强的荧光强度，紫外吸收范围处于300-425nm之间。

7.一种提高太阳能电池光电转化效率的方法，其特征在于，将权利要求6所述的有机稀土固体胶束旋涂在太阳能电池的ITO层之上，制备成具有有机稀土固体胶束的太阳能电池，由此可以加大电池对太阳光的吸收，提高光电转化效率。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，(1)将带有阳极电极ITO的透明基底依次用洗涤剂、去离子水、丙酮、去离子水、无水乙醇和异丙醇超声清洗，清洗后用干燥的高纯氮气吹干或高温烘干，形成洁净的导电基底；然后将其转入等离子体表面处理仪，在25Pa气压、氧气和氮气环境下对ITO导电基底等离子处理5-15分钟后冷却至室温；

(2)用有机极性溶剂对所述有机稀土固体胶束溶液进行稀释，然后经超声充分分散，得到分散均匀的有机稀土固体胶束溶液；

(3)在经步骤(1)等离子处理过的ITO导电基底的阳极电极上通过旋涂的方法形成不连续孤岛状的有机稀土固体胶束层；

(4)在步骤(3)中得到的有机稀土固体胶束层的表面通过旋涂方法形成带有一层空穴传输层的导电基底；

(5)将给体材料和受体材料通过匀胶机旋涂的方法在步骤(4)的空穴传输层上形成一层光活性层；

(6)将阴极电极的材质通过蒸镀的方法在步骤(5)的光活性层上形成阴极电极，得到旋涂有机稀土固体胶束层的聚合物太阳能电池。