[发明专利]给体采用弱外延生长薄膜的有机太阳能电池

摘要

本发明涉及给体采用弱外延生长薄膜的有机太阳能电池。在光滑的导电衬底表面生长形成大尺寸连续的p-型有机半导体多晶薄膜用作诱导层，诱导层的价带能级与导电衬底功函数差值小于0.3eV，有利于空穴电荷的有效传输。利用不同分子间相互作用，在诱导层表面弱外延生长高品质的p-型有机半导体层，在此基础上制备有机太阳能电池。本发明克服了传统方法中高温沉积薄膜粗糙度增加以及形成针孔导致器件短路的缺点，使器件性能大幅提高，能量转换效率达到3％以上。OVPD方法利用载气运输纳米晶分子，直接在低温电极上沉积形成纳米晶。本发明的方法是采用真空沉积方法，不需要载气。

主权项

1、一种给体采用弱外延生长薄膜的有机太阳能电池，其特征在于，其构成如下：第(1)层是透明电极；所述的透明电极是铟锡氧化物导电玻璃；第(2)层是导电涂层；所述的导电涂层是聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸盐)，或者，透明电极的表面粗糙度均方根平均值(RMS)小于1.5纳米，所述的第(2)层省略；第(3)层是结晶性有机半导体诱导层，厚度不小于2纳米，不大于12纳米；所述的结晶性有机半导体诱导层是5，5′-二(4-联苯基)-2，2′-二噻吩；第(4)层是给体材料层，其厚度不超过50纳米；所述的给体材料是不含金属的酞菁、含有金属的酞菁、并五苯、红荧烯、齐聚噻吩、齐聚并噻吩及其官能化变体中至少一种；所述的给体材料层(4)与结晶性有机半导体诱导层(3)的晶体晶格之间存在弱外延关系；第(5)层是给体材料和受体材料的共混层，厚度不超过60纳米；所述的第(4)层和第(5)层厚度不能同时为0；所述的受体材料是碳同素异形体苝酐及其官能化变体中至少一种；所述的碳同素异形体中碳原子数大于59，小于100；第(6)层是受体材料层，厚度不超过60纳米，所述第(5)层和第(6)层厚度不能同时为0；所述的受体材料是碳同素异形体、苝酐及其官能化变体中至少一种；所述的碳同素异形体中碳原子数大于59，小于100；第(7)层是电极缓冲层，厚度不小于0.5纳米，不大于10纳米；所述的电极缓冲层是八羟基喹啉铝、浴灵铜和氟化锂中一种；第(8)层是金属电极；所述的金属电极是银或者铝。