[发明专利]提高有机太阳能电池界面粘附力的方法及有机太阳能电池

说明书

本发明公开了一种提高有机太阳能电池界面粘附力的方法及有机太阳能电池。所述方法包括使包含给体材料、受体材料和热塑性弹性体的混合体系形成活性层，热塑性弹性体可自发在活性层的上、下界面处产生富集，形成富集层；或者，使热塑性弹性体形成于活性层与空穴传输层和/或电子传输层之间，形成弹性体界面层。本发明将热塑性弹性体在界面处富集或将热塑性弹性体单独作为界面层，使热塑性弹性体成为活性层与上、下的空穴传输层或电子传输层之间胶水，工艺简单，掺杂窗口大，独立成膜时厚度依赖性小，具有良好的应用前景；由该活性层制得的有机太阳能电池的光电转化效率高、活性层与空穴传输层或电子传输层之间的粘附力强，电池机械稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种有机太阳能电池的制备方法，具体涉及一种采用热塑性弹性体富集提高有机太阳能电池界面粘附力的方法，以及相应的有机太阳能电池及其制备方法，属于有机太阳能电池器件制备技术领域。

背景技术

有机太阳能电池具有可全溶液法制备、质轻、材料来源广等诸多优点，受到越来越多的关注。柔性有机太阳能电池可以应用于如人体自供能传感器、各类车顶、帐篷表面等异形表面，这就要求柔性有机太阳能电池具有良好的机械稳定性。

其中倒置有机太阳能电池主要结构为基板/金属电极/电子传输层/活性层/氧化钼/金属电极。由于有机太阳能电池是逐层制备的，而且多层材料为性状不同的包括有机、金属、金属氧化物等不同的材料。当有机太阳能电池弯折、拉伸以及卷曲时，各层之间的接触，特别是活性层与氧化锌及氧化钼层之间由于界面兼容性较差，容易造成界面脱落，甚至产生裂纹，从而使电池光电转换效率衰减甚至导致电池损坏。所以提高有机太阳能电池的机械稳定性时不仅要考虑上述各层本身的稳定性，还需要考虑各层之间的粘附力。

目前提高柔性有机太阳能电池机械稳定性的方法主要集中在对有机太阳能各层进行改性、修饰或替换。第一种方法是对有机太阳能电池中对柔性透明导电电极进行改性；第二种方法是对无机电子传输层进行掺杂或表面修饰；第三种方法是使用乙烯和丁烯的共聚物(POE)替换无机空穴传输层，这些方法虽然可以提高柔性有机太阳能电池的机械稳定性，但这三种方法会使得有机太阳能电池的制备更加复杂，成本更高。虽然有机材料相对无机薄膜具备更好的机械性能，但是由于光电有机薄膜，通常含有结晶和非晶相，依然存在着机械性能不够优异，为此研究人员对活性层进行掺杂提高活性层本身的机械稳定性来提高整个电池的机械稳定性。但掺杂窗口较小，也很难应用于产业化制备。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种提高有机太阳能电池界面粘附力的方法。

本发明的另一目的还在于提供一种具有优异抗弯折性能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提高有机太阳能电池界面粘附力的方法，其包括：

使包含给体材料、受体材料和热塑性弹性体的混合体系形成活性层，其中热塑性弹性体自发在活性层的上、下界面处产生富集，形成富集层；

或者，使热塑性弹性体形成于活性层与空穴传输层和/或电子传输层之间，形成弹性体界面层。

本发明实施例还提供了一种有机太阳能电池，包括导电基底、空穴传输层、活性层、电子传输层和金属电极，并且，所述活性层与空穴传输层和/或电子传输层之间设置有弹性体界面层，所述弹性体界面层由热塑性弹性体形成，或者，所述活性层的上、下界面处具有由热塑性弹性体富集形成的富集层。

本发明实施例还提供了一种有机太阳能电池的制备方法，其包括：

提供导电基底，

在所述导电基底上形成空穴传输层；

在所述空穴传输层上形成活性层；

按照前述的方法，使热塑性弹性体在空穴传输层和活性层之间形成弹性体界面层；