[发明专利]反转结构的聚合物太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明反转结构的聚合物太阳能电池及其制备方法，涉及专门适用于将光能转换为电能的固体器件，是一种具有分层结构的三组分光活性薄膜的反转结构的聚合物太阳能电池，由顺序沉积的玻璃衬底上的阴极层、有机N型掺杂空穴阻挡层、三组分光活性层、有机P型掺杂空穴传输层和阳极层组成；其中三组分薄膜的质量配比为P3HT∶PC61BM∶BCP＝12∶10∶0.01～12∶10∶0.1或PCPDTBT∶PC71BM∶Bphen＝12∶15∶0.01～12∶15∶0.1。本发明的三组分光活性层的能量转换效率比已有的二组分光活性层高20％，且填充因子也高10％，同时克服了现有的反转结构的聚合物太阳能电池的诸多缺点。

主权项

反转结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：是一种具有分层结构的三组分光活性薄膜的反转结构的聚合物太阳能电池，由玻璃衬底上的一层阴极层、一层沉积在阴极上的有机N型掺杂空穴阻挡层、一层沉积在有机N型掺杂空穴阻挡层上的三组分光活性层、一层沉积在三组分光活性层上的有机P型掺杂空穴传输层和一层沉积在有机P型掺杂空穴传输层上的阳极层组成；所述阴极层的材料是导电氧化铟锡薄膜或贵金属薄膜；所述沉积在阴极层上的有机N型掺杂空穴阻挡层的材料是在萘四甲酸二酐中掺杂隐性结晶紫，其质量配比为萘四甲酸二酐∶隐性结晶紫＝1∶0.01～1∶1；所述沉积在有机N型掺杂空穴阻挡层上的三组分光活性层的材料是以下三组分薄膜中的任意一种：I.由聚(3‑己基噻吩)、[6.6]‑苯基‑C61‑丁酸甲酯和2，9‑二甲基‑4，7二苯基‑1，10‑菲啰啉组成的三组分薄膜，其质量配比为聚(3‑己基噻吩)∶[6.6]‑苯基‑C61‑丁酸甲酯∶2，9‑二甲基‑4，7二苯基‑1，10‑菲啰啉＝12∶10∶0.01～12∶10∶0.1；II.由聚[2，1，3‑苯并噻二唑‑4，7‑二基[4，4‑双(2‑乙基己基)‑4H‑环戊并[2，1‑B：3，4‑B’]二噻吩‑2，6‑二基]]、[6.6]‑苯基‑C71‑丁酸甲酯和4，7二苯基‑1，10‑菲啰啉组成的三组分薄膜，其质量配比为聚[2，1，3‑苯并噻二唑‑4，7‑二基[4，4‑双(2‑乙基己基)‑4H‑环戊并[2，1‑B：3，4‑B’]二噻吩‑2，6‑二基]]∶[6.6]‑苯基‑C71‑丁酸甲酯∶4，7二苯基‑1，10‑菲啰啉＝12∶15∶0.01～12∶15∶0.1；所述沉积在光活性层上的有机P型掺杂空穴传输层的材料是在N，N’‑二(1‑萘基)‑N，N’‑二苯基‑4，4’‑联苯二胺中掺杂三氧化钨，其质量配比为N，N’‑二(1‑萘基)‑N，N’‑二苯基‑4，4’‑联苯二胺∶三氧化钨＝1∶0.05～1∶0.5；所述沉积在有机P型掺杂空穴传输层上的阳极层材料是银。