[发明专利]一种有机-无机阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种有机-无机阴极修饰层材料的有机太阳能电池，其特征在于，包括阴极基底、阴极修饰层、光敏活性层、阳极修饰层和阳极；所述阴极修饰层材料由多巴胺改性的Ti₃C₂T_x与ZnO掺杂而成，且多巴胺改性的Ti₃C₂T_x掺杂质量百分比为2～8％。

2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述阴极修饰层中Ti₃C₂T_x为无机二维片层材料，且片大小为100-200nm，所述阴极修饰层的厚度为30-50nm。

3.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述阴极基底为铟锡氧化物玻璃，所述光敏活性层材料为PTB7:PCBM或P3HT:PCBM，且光敏活性层厚度为100-200nm。

4.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极修饰层材料为MoO₃，所述阳极修饰层厚度为2-10nm。

5.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极层材料为Ag或Al，所述阳极层厚度为80-120nm。

6.权利要求1-5任一项所述有机-无机阴极修饰层材料的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、处理阴极基底；

步骤二、依次旋涂阴极修饰层和光敏活性层；

步骤三、依次蒸镀阳极修饰层和阳极层，制备得到所述有机太阳能电池。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中阴极基底处理包括：依次用洗涤剂、去离子水、丙酮、无水乙醇和异丙醇各超声清洗15-25min；随后在60-100℃真空干燥箱中烘干12-24h；最后对所述清洗烘干的阴极基底表面进行10-15分钟的等离子处理。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述阴极修饰层制备工艺为：首先将多巴胺溶解在Tris缓冲溶液中，并调节溶液的pH为7.5-9.5；将Ti₃C₂T_x的水溶液离心，冷冻干燥12-18h后得到的粉末加入到多巴胺溶液中，在20-30℃反应0.5-4h；经无水乙醇充分洗涤干燥后得到多巴胺改性的Ti₃C₂T_x，随后将多巴胺改性的Ti₃C₂T_x分散在8-12wt％的氧化锌前驱体溶液中，搅拌25-35min得到均匀的混合液；最后在表面等离子处理的阴极基底上旋涂所述混合液得到阴极修饰层，转速为4000-5000rpm，旋涂时间为30-60s；所述阴极修饰层旋涂完成后以100-150℃退火处理30-90分钟。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述光敏活性层制备工艺为：将PTB7和PCBM分散在氯苯和1,8-二碘辛烷中，搅拌10-24h小时得到活性层溶液，其中PTB7:PCBM质量比为0.5-0.8:1，PTB7浓度为5-15mg/mL；最后在阴极修饰层表面旋涂活性层溶液，转速为800-1500rpm，时间为30-50s；所述活性层旋涂完成后放置8～12小时，随后以100-150℃退火处理5-15分钟。