[发明专利]柔性有机太阳能电池及其全印刷制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池领域，具体地，提供了一种柔性有机太阳能电池及其全印刷制备方法，通过在柔性基底上打印银导电墨水形成梳状银电极，并使用高电导率的传输层，减小了光的吸收损失，降低了电池器件对ITO电极的依赖性；在活性层上点胶或打印导电聚合物共混溶液，形成空穴传输和电极共混的顶电极层，或在第二传输层上打印银导电墨水形成梳状银电极，减小了溶剂对活性层薄膜的破坏，提高柔性有机太阳能电池的成品率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种柔性有机太阳能电池及其全印刷制备方法。

背景技术

有机太阳能电池主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料，以光伏效应而产生电压形成电流，实现太阳能发电的效果。有机太阳能电池按照器件结构可以分为单质结结构、异质结结构等。有机太阳能电池的光电转换过程一般是电池吸收光后，在给体或受体中产生激子，激子扩散至给、受体界面层，激子在界面层拆分成自由载流子，即电子和空穴，然后电子和空穴分别经各自的主体相传输至相应的电极形成光电流。

有机太阳能电池一般是通过真空蒸镀技术、喷墨打印技术等制备形成。其中，真空蒸镀技术是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在工件或基片表面析出的过程。喷墨打印是利用喷头从微孔板上吸取探针试剂后移至处理过的支持物上，通过热敏或声控等形式喷射器的动力把液滴喷射到支持物表面。

在制备有机太阳能电池时，真空蒸镀技术、喷墨打印技术都存在一定的缺点。其中，真空蒸镀技术需要昂贵的设备，且制备时间长。而喷墨打印，为了保证喷墨效果，通常需要加入一些如四氢萘、乙二醇等高沸点溶剂，这些溶剂会在打印和后处理过程中对活性层薄膜产生极大的破坏，降低有机太阳能电池的成品率。真空蒸镀技术和喷墨打印技术制备的顶电极不透光，为了保证给体和受体对光的有效吸收，有机太阳能电池对氧化铟锡透明底电极的依赖性极大，且柔性基底如PET/ITO的图案化处理复杂，不利于电子器件的串并联使用，也不利于大面积工业制备。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种柔性有机太阳能电池及其全印刷制备方法，可以降低有机太阳能电池对ITO电极的依赖性，减少对活性层薄膜的破坏，提高有机太阳能电池的成品率。

本公开第一方面，提供一种柔性有机太阳能电池的全印刷制备方法，包括：

在具有底电极的柔性基底上打印或刮涂第一传输层材料，形成第一传输层；

在所述第一传输层的表面刮涂共轭聚合物共混溶液，形成活性层；

形成顶电极层；

其中，所述形成顶电极层包括：

在所述活性层的表面点胶或打印导电聚合物/金属纳米分散液复合溶液，形成顶电极层；

或者，

所述全印刷制备方法还包括：

在所述活性层的表面刮涂第二传输层材料，形成第二传输层；

其中，所述形成顶电极层包括：

在所述第二传输层的表面打印银导电墨水形成顶电极层。

优选地，所述具有底电极的柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯-氧化铟锡(Polyethylene terephthalate-ITO，PET-ITO)、聚萘二甲酸乙二醇酯-氧化铟锡(Polyethylene naphthalate-ITO，PEN-ITO)或聚酰亚胺-氧化铟锡(Polyimide-ITO,PI-ITO)柔性基底中的一种。

优选地，所述具有底电极的柔性基底包括：

在柔性基底上打印银介质层导电墨水形成梳状底电极。

优选地，所述导电聚合物共混溶液包括电极材料和第三传输层材料；