[发明专利]使用自组装单层的部分喷涂层状有机太阳能光伏电池和制造方法

摘要

本发明公开了使用全喷雾工艺制造的大型反向有机太阳能阵列的制造和表征。已证明太阳光照改善了透明的太阳能光伏装置。使用SAM的技术能够通过提供完全可溶液加工的制造工艺对当前硅基光伏技术进行改革。所述太阳能模块的半透明性质使其可用在窗口和挡风玻璃上。在人造光环境下本发明的模块比硅太阳能电池更有效。这大大扩展了其在室内应用方面的用途。另外，这些模块能被集成到柔软织物物质如帐篷、军用背包或战斗制服中，从而为部署的军力提供高度便携式可再生能源供应。

主权项

制造有机太阳能光伏电池的方法，所述方法包括：将铟锡氧化物(ITO)图案化到基材上；将图案化后的ITO基材浸泡在准备好的包含N‑丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三乙氧基硅烷的自组装分子溶液中，并将所述基材在手套箱内退火以在图案化后的ITO基材上施加自组装分子的层，其中所述自组装分子的层包含不超过3个单分子层，每个单分子层的厚度小于等于约2nm，以使得所述自组装分子的层的整体厚度小于等于约6nm；在自组装分子层上喷涂聚‑3‑己基噻吩和(6,6)‑苯基C61丁酸甲酯的有源层，其中所述有源层包含多个喷涂轻层，每个喷涂轻层包含约600～900μL之间的聚‑3‑己基噻吩和(6,6)‑苯基C61丁酸甲酯，以使得有源层的整体厚度介于约130nm～约200nm之间；在真空下将太阳能光伏电池干燥至少12小时；在有源层上喷涂包含混合有5体积％二甲亚砜的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯的层，其中包含聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的层包含多个喷涂的单层，以使得聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的层的最终厚度介于约500nm～约700nm之间；将太阳能光伏电池放入高真空中历时1小时；对太阳能光伏电池进行退火；以及对太阳能光伏电池进行包封。