[发明专利]一种用溶剂辅助制备垂直相分离活性层及光伏器件的方法

权利要求书

1.一种光伏器件的制备方法，包括依次进行衬底预处理、阴极缓冲层制备、活性层制备、阳极缓冲层制备和金属电极制备，其特征在于：所述活性层制备是采用2次喷涂沉积，具体是用有机给体材料和有机受体材料按照1:3～3:4的质量比溶解于有机溶剂中配置成喷涂液A，采用与喷涂液A中相同的有机给体材料和有机受体材料按照4:3～3:1的质量比溶解于有机溶剂中配置成喷涂液B，所述有机溶剂是氯苯、1,3,5-三甲苯和/或1,3,5-三乙苯的混合溶剂；采用喷涂液A在制得的阴极缓冲层上喷涂沉积一层下活性层薄膜，再用喷涂液B在所述下活性层薄膜表面继续第2次喷涂沉积一层上活性层薄膜。

2.如权利要求1所述的一种光伏器件的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂中氯苯体积百分比为60～90%，1,3,5-三甲苯和/或1,3,5-三乙苯的溶剂体积百分比为10～40%。

3.如权利要求1或2所述的一种光伏器件的制备方法，其特征在于：所述喷涂液A中有机给体材料与有机受体材料的总质量与混合溶剂的体积比为4～12 mg：1mL，喷涂液B中有机给体材料与有机受体材料的总质量与混合溶剂的体积比为4～12 mg：1mL。

4.如权利要求3所述的一种光伏器件的制备方法，其特征在于：所述有机给体材料为共轭聚合物包括PBDB-T、PBDB-T-2Cl、P3HT、PCPDTBT、PTB7或PTB7-Th，有机受体材料为富勒烯衍生物包括：PC₆₁BM、PC₇₁BM、ICBA、N2200、ITIC或IT4F。

5.如权利要求4所述的一种光伏器件的制备方法，其特征在于：所述喷涂液A和喷涂液B中还分别加入占喷涂液A或喷涂液B体积5‰的1,8-二碘辛烷。

6.如权利要求5所述的一种光伏器件的制备方法，其特征在于：所述2次喷涂沉积的薄膜厚度各为45nm～140nm，沉积速率为10～30nm/min，环境湿度小于60%。

7. 一种光伏器件的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

（1）衬底预处理

采用ITO薄膜作为衬底，在分别含有清洁剂、丙酮、去离子水和乙醇的超声波浴中连续清洗，每一步10min，然后用氮气吹干；

（2）阴极缓冲层制备

采用旋涂法或超声喷雾热解法在衬底上制备一层厚度为20nm～50nm的ZnO薄膜，旋涂法采用溶液是乙酸锌的乙二醇甲醚溶液，乙醇胺作为稳定剂，超声喷雾热解法采用的是ZnO溶于氨水的锌氨溶液；

（3）活性层制备

溶液配制：

喷涂液A：将有机给体材料和有机受体材料按照质量比例1:3～3:4溶解于氯苯、1,3,5-三甲苯和/或1,3,5-三乙苯组成的混合液，其中氯苯体积占混合溶剂百分比为60～90%，1,3,5-三甲苯和1,3,5-三乙苯的中的一种或者两者混合液体积占混合溶剂百分比为10～40%，再加入喷涂液A体积5‰的1,8-二碘辛烷；

喷涂液B：将机给体材料与有机受体材料按照质量比例为4:3～3:1溶解于氯苯、1,3,5-三甲苯和/或1,3,5-三乙苯的混合溶剂，其中氯苯体积百分比为60～90%，1,3,5-三甲苯和1,3,5-三乙苯的中的一种或者两者混合液体积百分比为10～40%，再加入喷涂液B体积5‰的1,8-二碘辛烷；

喷涂工艺：

第1次喷涂：采用上述的喷涂液A，在ZnO薄膜表面喷涂沉积一层厚度为45nm～140nm的下活性层薄膜，沉积速率为10～30nm/min，喷涂环境湿度小于60%；

第2次喷涂：在下活性层喷涂完后立刻采用上述的喷涂液B进行喷涂，沉积一层厚度为45nm～140nm的下活性层薄膜，沉积速率为10～30nm/min；

（4）阳极缓冲层制备

采用真空热蒸发法制备一层厚度为2～10nm的MoO₃薄膜，蒸镀速率为0.1～0.2 nm /s；

（5）金属电极制备

采用真空热蒸发法制备一层厚度为60～120nm的Ag或Au薄膜，蒸镀速率为0.1～0.2nm/s。