[发明专利]有机胺衍生物掺杂的有机光活性层复合墨水、制法与应用

说明书

本发明公开了一种有机胺衍生物掺杂的有机光活性层复合墨水、制法与应用。所述有机光活性层复合墨水包括电子给体材料、电子受体材料、有机胺衍生物和有机溶剂，所述有机胺衍生物包括具有式(1)所示结构的有机胺衍生物：其中，R₁，R₂，R₃，R₄包括氢、取代或未取代的C1～C20的烷基、C1～C20的杂烷基或者取代或未取代修饰的芳香或杂芳香π共轭单元衍生物；或者R₁与R₂、R₃与R₄之间形成取代或为取代的五元或六元环状结构；R₅，R₆包括氢、C1～C5的烷基、C1～C5的氨烷基，且R₅，R₆不同时为氢也不同时为烷基。本发明中有机胺衍生物的选择对器件稳定性能有非常大的影响，可显著提高光活性层材料的光稳定性。

技术领域

本发明涉及一种有机太阳能电池光活性层复合墨水材料，具体涉及一种含有有机胺衍生物掺杂的有机光活性层复合墨水及其制备方法，以及利用其形成的高稳定性有机太阳能电池及其制备方法，属于光电功能材料及器件技术领域。

背景技术

有机太阳能电池由于其低廉、质轻、弯曲性能好、可大面积印刷等优点，受到人们的广泛关注。近年来，随着科学家的不懈努力，有机太阳能电池光电转换效率已超过11％，逐渐接近商用化门槛。相比之下，目前有机太阳能电池器件的稳定性能还远远不能满足应用需求。

大量研究结果表明，有机太阳能电池在工作过程中，会在刚开始的100个小时内出现急速衰减的现象，称为“burn-in loss”。该过程通常发生在器件工作的起始阶段，虽然持续时间在一百个小时左右，但是却造成了器件20-50％的性能衰减，严重影响了器件的稳定性和使用寿命。这一过程被认为是由于有机光活性层内的失效而导致器件性能的衰减。因此提高光活性层的稳定性能是提高有机太阳能电池器件稳定性的重要方法。目前，提高活性层结构稳定性的方法主要通过给体材料的设计合成和非富勒烯材料的开发使用，很少有合适的方式能在不改变活性层中材料的前提下，不影响器件效率又能提高器件稳定性。

本案发明人前期的一篇专利CN 108530977 A中公布了在有机光活性层墨水中添加未取代或者2,3,5,6-取代修饰的哌嗪(式(A))后能够稳定有机太阳能电池工作过程中的稳定性。但对于哌嗪N-位的功能修饰并未有相应的稳定性工作报道，对于式(1)中R₅,R₆基团结构与稳定薄膜光伏器件性能关系并无相应的研究报道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种有机胺衍生物掺杂的有机光活性层复合墨水及其制备方法，以克服现有技术的不足。

本发明的另一主要目的在于提供利用该有机胺衍生物掺杂的有机光活性层复合墨水制备的有机太阳能电池及其制备方法。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种有机胺衍生物掺杂的有机光活性层复合墨水，包括电子给体材料、电子受体材料、有机溶剂和有机胺衍生物，并且在所述有机光活性层复合墨水中有机胺衍生物的质量为电子给体材料和电子受体材料的总质量的0.01wt％～10wt％，在所述有机光活性层复合墨水中所述电子给体材料和电子受体材料的质量比为10:1～1:10，所述电子给体材料或电子受体材料的浓度为1～50mg/mL；

所述有机胺衍生物包括具有式(1)所示结构的有机胺衍生物：