[发明专利]有机太阳能电池和其制造方法

权利要求书

1.一种制造有机太阳能电池的方法，包括：

(a)在基底上涂布透明电极材料，从而形成透明电极；

(b)在所述透明电极上涂布溶解在溶剂中的电子供体材料和电子受体材料的混合物，从而形成光活性层，然后使用纳米压印工艺在所述光活性层上形成图案；和

(c)在图案化的光活性层上涂布阴极电极材料，从而形成阴极电极。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述基底是玻璃基底或柔性聚合物基底。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述透明电极材料选自透明氧化物、导电聚合物、碳纳米管薄膜、石墨烯薄膜、石墨烯氧化物薄膜、金属复合的碳纳米管薄膜及其混合物。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述电子供体材料选自聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚-3-辛基噻吩(P3OT)、聚对苯乙炔(PPV)、聚(9，9’-二辛基芴)、聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4-苯乙炔)(MEH-PPV)、聚(2-甲基-5-(3’，7’-二甲基辛氧基))-1，4-苯乙炔(MDMO-PPV)及其混合物。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述电子受体材料选自(6，6)-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PCBM)、(6，6)-苯基-C₇₁-丁酸甲酯(C₇₀-PCBM)、富勒烯(C₆₀)、(6，6)-噻吩基-C₆₁-丁酸甲酯(ThCBM)、碳纳米管及其混合物。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述阴极电极材料选自钙、锂、铝、氟化锂和锂的合金、碱金属盐、导电聚合物及其混合物。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂选自氯仿、氯苯、二氯苯、三氯苯及其混合物。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述光活性层包括具有电子供体材料和电子受体材料的本体异质结型结构。

9.如权利要求1所述的方法，其中使用具有图案周期为0.01～1μm的图案结构的模具进行所述纳米压印工艺。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述模具由选自金属、金属氧化物、陶瓷、半导体、热固性聚合物及其混合物的材料制成。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米压印工艺通过以下步骤进行：向所述基底的下表面施加热量从而使所述光活性层具有柔性，在所述光活性层上放置具有图案结构的模具，以及向所述模具的上表面施加压力，从而在所述光活性层上形成图案。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米压印工艺通过以下步骤进行：在蒸发所述光活性层的混合物的溶剂之前，在所述光活性层上放置具有图案结构的模具，从而利用毛细管力在所述光活性层上形成图案。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述(c)还包括在图案化的光活性层上形成阴极电极之后进行热处理。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述(a)还包括在所述基底上形成透明电极之后在所述透明电极上涂布空穴输送材料，从而形成空穴输送层。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述空穴输送材料选自聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐、聚苯胺、铜酞菁(CuPC)、聚噻吩乙炔、聚乙烯基咔唑、聚对苯乙炔、聚(甲基苯基硅烷)及其混合物。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述(b)还包括在使用纳米压印工艺在所述光活性层上形成图案之后在图案化的光活性层上涂布电子输送材料，从而形成电子输送层。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述电子输送材料选自氟化锂(LiF)、钙、锂、氧化钛及其混合物。

18.一种使用权利要求1所述方法制造的有机太阳能电池，其包括具有电子供体和电子受体的本体异质结型结构的光活性层，其中阴极电极材料渗入所述光活性层。