[发明专利]一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于：该新型有机太阳能电池采用倒置太阳能电池结构，结构由下至上依次堆栈，包括透明柔性基底（1）、透明阴极电极层（2）、电子提取层（3）、光活性层（4）、空穴提取层（5）、阳极电极层（6）、电池保护层（7）；

其中，

所述透明柔性基底（1）选用透光率较高的透明柔性薄膜材料制作；所述电子提取层（3）选用氧化锌或氧化钛材料制备，采用旋涂的方法成膜；所述光活性层（4）采用体异质结结构活性层；所述空穴提取层（5）的材料选择氧化钼、氧化钨和五氧化二钒中的一种；所述电池保护层（7）为聚对二甲苯薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于：所述制作透明柔性基底（1）的材料选用聚丙烯薄膜、聚对二甲苯薄膜和乙烯——四氟乙烯共聚物薄膜中的一种，厚度在100-1000μm，所述透明电极层制备的靶材选用氧化铟锡或者掺杂氟的SnO2透明导电玻璃，透明电极层厚度为100nm，所述阳极电极层（6）采用银、金、铜或铝导体金属镀制，厚度为100nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于：所述电子提取层（3）的厚度为30~40nm，并且在其表面采用纳米压印的方法制备方形纳米柱阵列，所述方形纳米柱阵列厚度为20nm，边长为20nm，间隔为20nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于：所述光活性层（4）采用体异质结结构活性层，由电子受体和电子施体组成，电子施体材料采用聚[4，8-二（5-（2-乙基己基））噻吩-2-基苯并[1，2-b；4，5 b']-二噻吩-2，6-二羟丙烷 -（4-辛基-3-）氟噻吩并[3，4-b]噻吩-2-羧基-2-6-二酰基]或者聚[4，8-二（5 -（2-乙基己基））噻吩-2-基苯并[1，2-b；4，5 b']-二噻吩-2，6-二羟丙烷 -4 -（2-乙基己基）-3-氟噻吩并[3，4-b]噻吩）-2-羧基-2- -6-二酰基]，电子受体材料选用苯基-C71-丁酸甲酯。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于：所述聚对二甲苯薄膜采用化学气相沉积的方法沉积在金属阳极电极层的表面，二甲苯薄膜的厚度为1μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）柔性透明基底（1）经去离子水——乙醇——去离子水超声浴清洗，并在干燥箱中干燥备用；

2）采用磁控溅射的方法，在清洗干净并干燥的柔性透明基底（1）表面镀制透明阴极电极层（2）；

3）在透明阴极电极层（2）的表面，采用溶胶凝胶法制备电子提取层（3），电子提取层（3）采用旋涂的方法成膜，采用纳米压印技术在电子提取层表面制备厚度为20nm，边长为20nm，间隔为20nm的方形纳米柱阵列；

4）光活性层（4）为体异质结结构活性层，其中电子施体材料和电子受体材料以1:1.5质量比溶于体积分数比为50:1的氯苯/1，8-二碘辛烷混合溶液中，并置于手套箱中，1小时超声浴混合均匀，混合均匀的光活性溶液采用旋涂的方法涂覆在布满方形纳米柱的电子提取层（3）表面，并在真空状态下凉干至溶胶状态，然后，采用纳米压印的方法在其表面压制出与电子提取层表面（3）纳米柱阵列相对应的方形纳米柱阵列；最后，在真空室中晾干；

5）在光活性层的方形纳米柱阵列上表面，采用溶胶凝胶法制备空穴提取层（5），空穴提取层的厚度为30~40nm，并且在光活性层的表面同样形成方形纳米柱阵列；

6）在空穴提取层（5）的上表面，采用磁控溅射、离子镀和蒸镀其中的一种方式制备阳极电极层（6），最后，采用化学气相沉积的方法在金属阳极电极层（6）的表面制备厚度为1μm的聚对二甲苯薄膜作为电池保护层（7）。

7.根据权利要求1所述的一种基于纳米压印的柔性有机太阳能电池制备方法，其特征在于：该柔性有机太阳能电池的电池模块可采用串联方式形成阵列，实现柔性太阳能电池集成。