[发明专利]一种使用复合阳极修饰层的有机太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明为一种使用复合阳极修饰层的有机太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池的组成从下到上依次为玻璃衬底、阴极层、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层、n型掺杂层和阳极层；所述n型掺杂层是以下二组分薄膜中一种：BCP‑Yb、Bphen‑Yb、TPBi‑Yb；制备方法中，溶液法和真空蒸镀法结合起来，其中：采用溶液法制备阴极修饰层和活性层，采用真空蒸镀法制备阳极修饰层、n型掺杂层和阳极。本发明提高有机太阳能电池的成本优势，不但克服了现有的反向有机太阳能电池的制备工艺的瓶颈因素，而且表现出增强的器件性能。

技术领域

本发明的技术方案涉及专门适用于将光能转换为电能的固体器件，具体地说是一种使用复合阳极修饰层的有机太阳能电池及其制备方法。

背景技术

能源问题关系到国家安全，意义重大。积极发展可再生清洁能源技术，是解决当前能源短缺问题的重要手段。由于具有柔性、成本低、可半透明等优点，有机太阳能电池成为当前可再生能源技术中的前沿热点之一。目前有机光伏器件的最高效率已经达到20％，进入了商业化的门槛。

为推动有机太阳能电池的产业化进程，需要发展简单、高效的有机太阳能电池结构和具有成本优势的制备方法。在正向有机太阳能电池中，导电氧化铟锡薄膜经常用作阳极层，聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)与聚(苯乙烯磺酸)共混薄膜经常用做阳极修饰层，由于聚(苯乙烯磺酸)的酸性对氧化铟锡薄膜的腐蚀性很强，从而降低了器件稳定性。对于反向有机太阳能电池而言，主流组成从下到上依次为玻璃衬底、阴极层、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层和阳极层，其中：氧化铟锡薄膜经常用作阴极，低功函过渡金属氧化物薄膜经常用作阴极修饰层。，由于低功函过渡金属氧化物薄膜对氧化铟锡薄膜无明显的破坏作用，因此可以实现较高的器件稳定性。但是，反向有机太阳能电池常使用MoO₃作为阳极修饰层，由于其电导率很低，空穴传导和提取能力差，器件性能受到抑制。

目前，实验室中有机太阳能电池的主流制备技术是全溶液加工法，即从阳极到各个功能层再到阴极均从溶液制备成膜。但是，全溶液方法不完全适合工业生产，这是因为：1、采用溶液法制备大面积、均匀且无针眼的有机功能薄膜，需要膜厚至少在0.5微米以上；而反向有机光伏器件中常用的溶液加工型阳极修饰层的最佳使用厚度均远小于0.5微米。2、在活性层表面用溶液法制备水/醇溶性的阳极修饰层，会对活性层产生一定程度的破坏，降低器件稳定性。因此可以认为，全溶液方法不是一种真正具备成本优势的方法。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种使用复合阳极修饰层的有机太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池是一种使用由一个阳极修饰层和一个n型掺杂层组成的复合阳极修饰层的有机太阳能电池；制备方法中，溶液法和真空蒸镀法结合起来，其中：采用溶液法制备阴极修饰层和活性层，采用真空蒸镀法制备阳极修饰层、n型掺杂层和阳极。本发明提高有机太阳能电池的成本优势，不但克服了现有的反向有机太阳能电池的制备工艺的瓶颈因素，而且表现出增强的器件性能。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种使用复合阳极修饰层的有机太阳能电池，是一种使用由一个阳极修饰层和一个n型掺杂层组成的复合阳极修饰层的有机太阳能电池；该太阳能电池的组成从下到上依次为玻璃衬底、阴极层、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层、n型掺杂层和阳极层；

所述阴极层的材料是导电氧化铟锡薄膜；

所述阴极修饰层的材料是纳米氧化锌；