[发明专利]一种基于聚丙烯作为第三元的有机太阳能电池结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于聚丙烯作为第三元的有机太阳能电池结构，其特征在于，由下至上分别为透明导电衬底、电子传输层、三元有机活性层、空穴传输层、金属电极，所述三元有机活性层包括高分子聚合物、富勒烯衍生物和聚丙烯；

所述高分子聚合物为PTB7或PBDB-T，所述富勒烯衍生物为PC₇₁BM；

所述PTB7、所述PC₇₁BM、所述聚丙烯的质量比为1：1.5：0.1；所述PBDB-T、所述PC₇₁BM、所述聚丙烯的质量比为1：1：0.04。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚丙烯作为第三元的有机太阳能电池结构，其特征在于，所述聚丙烯与所述三元有机活性层的质量比为1-6wt％。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚丙烯作为第三元的有机太阳能电池结构，其特征在于，所述聚丙烯与二元富勒烯体系PTB7:PC₇₁BM的质量比为4wt％，所述聚丙烯与二元富勒烯体系PBDB-T:PC₇₁BM的质量比为2wt％，当高分子聚合物为PTB7，富勒烯衍生物为PC₇₁BM时，高分子聚合物、富勒烯衍生物形成二元富勒烯体系PTB7:PC₇₁BM；当高分子聚合物为PBDB-T，富勒烯衍生物为PC₇₁BM时，高分子聚合物、富勒烯衍生物形成二元富勒烯体系PBDB-T:PC₇₁BM。

4.根据权利要求1所述的一种基于聚丙烯作为第三元的有机太阳能电池结构，其特征在于，所述透明导电衬底为ITO导电玻璃；所述电子传输层为氧化锌；所述空穴传输层为三氧化钼；所述金属电极为Ag电极。

5.权利要求1-4任一所述的有机太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，包括：

(1)在透明导电衬底上旋涂电子传输层；

(2)制备三元有机活性层，包括：将给体材料高分子聚合物、受体材料富勒烯衍生物、溶解于高纯氯苯溶剂中的聚丙烯混合后，溶解于高纯氯苯溶剂中，并在30-50℃的温度条件下加热搅拌至少7h，得到充分溶解的溶液；将充分溶解的溶液和旋涂有电子传输层的透明导电衬底移入惰性气体氛围中，将充分溶解的溶液旋涂在电子传输层上；

(3)在三元有机活性层上蒸镀空穴传输层；

(4)在空穴传输层上蒸镀金属电极。

6.根据权利要求5所述的所述的有机太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在40℃的温度条件下加热搅拌至少7h，得到充分溶解的溶液。

7.根据权利要求5所述的所述的有机太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，制备三元有机活性层，包括：

a、称量高分子聚合物10.0-20.0mg、富勒烯衍生物10.0-30.0mg、聚丙烯10.0-20.0mg；

b、将高分子聚合物、富勒烯衍生物倒入一号样品瓶中，在惰性气体氛围下，往一号样品瓶中加入900-1800ul高纯氯苯，在40-60℃的温度条件下加热搅拌至少7h，得到充分溶解好的溶液；将聚丙烯倒入二号样品瓶中，并在惰性气体氛围下，往二号样品瓶中加入1-2ml高纯氯苯，在100-120℃的温度条件下加热搅拌至少1h，得到充分溶解好的溶液；

c、在惰性气体氛围下，从二号样品瓶中取100-200ul溶液和30-60ulDIO加入到一号样品瓶中；在30-50℃的温度条件下加热搅拌至少7h，得到充分溶解的溶液；

d、在惰性气体氛围下，使用旋涂仪将步骤c得到的充分溶解好的溶液旋涂在电子传输层上，转速为400-2100转/分钟，得到厚度为100-350nm的三元有机活性层；

e、置于加热台上，在氮气的保护下，在90-140℃的温度条件下，退火处理5-15min。

8.根据权利要求5所述的所述的有机太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，制备三元有机活性层，包括：

a、称量高分子聚合物10.0mg、富勒烯衍生物10mg、聚丙烯10mg；

b、将高分子聚合物、富勒烯衍生物倒入一号样品瓶中，在惰性气体氛围下，往一号样品瓶中加入900ul高纯氯苯，在40℃的温度条件下加热搅拌至少7h，得到充分溶解好的溶液；将聚丙烯倒入二号样品瓶中，并在惰性气体氛围下，往二号样品瓶中加入1ml高纯氯苯，在110℃的温度条件下加热搅拌至少1h，得到充分溶解好的溶液；

c、在惰性气体氛围下，从二号样品瓶中取100ul溶液和30ulDIO加入到一号样品瓶中；在40℃的温度条件下加热搅拌至少7h，得到充分溶解的溶液；

d、在惰性气体氛围下，使用旋涂仪将步骤c得到的充分溶解好的溶液旋涂在电子传输层上，转速为400-2100转/分钟，得到厚度为100-350nm的三元有机活性层；

e、置于加热台上，在氮气的保护下，在120℃的温度条件下，退火处理10min。