[发明专利]一种有序体相异质结有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种有序体相异质结有机太阳能电池，其特征在于，在下层透明电极层和上层金属电极层中间夹有有序体相异质结；所述的有序体相异质结包括三层，从下到上依次为分子模板层，纳米棒阵列薄膜层和活性层；所述的纳米棒阵列薄膜层中的纳米棒阵列薄膜层材料分子的π-π共轭平面平行于透明电极表面形成取向排列；所述的活性层填充在纳米棒阵列薄膜层空隙中及覆盖纳米棒阵列薄膜层表面；

所述的分子模板层为苝四甲酸二酐层、石墨烯层、氧化石墨烯层、六苯并蔻层、碘化亚铜层或并五苯层；所述分子模板层厚度为大于0nm，小于10nm；

所述的纳米棒阵列薄膜层包括给电子体的纳米棒阵列薄膜层和受电子体的纳米棒阵列薄膜层，所述的给电子体的纳米棒阵列薄膜层为金属酞菁染料层、亚酞菁层、并五苯层、并四苯层、红荧烯层、齐聚噻吩层、齐聚并噻吩层或卟啉层；所述受电子体的纳米棒阵列薄膜层为全氟酞菁铜层、全氟酞菁锌层、全氟并五苯层、全氟并四苯层或氟化亚酞菁层；所述纳米棒阵列薄膜层的厚度大于40nm，小于200nm；

所述的活性层包括给电子体的活性层或受电子体的活性层，所述的给电子体的活性层为聚3-己基噻吩层、聚对苯撑乙烯层、PBDTTT层、PBDTTT-C层、PBDTTT-E层、PBDTTT-CF层或PTB7层，所述的受电子体的活性层为富勒烯PCBM层、富勒烯层PC₇₀BM层、富勒烯ICBA或富勒烯IC₇₀BA；所述的活性层厚度大于50nm，小于200nm；

所述的纳米棒阵列薄膜层和所述的活性层不同时选择给电子体的纳米棒阵列薄膜层和给电子体的活性层，或者受电子体的纳米棒阵列薄膜层和受电子体的活性层。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述的金属酞菁染料层包括酞菁锌层、酞菁铜层，酞菁氯铝层、酞菁氧钒层、酞菁氧钛层或酞菁铅层。

3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述的透明电极层为氧化铟锡导电玻璃层、石墨烯电极层、碳纳米管电极层或银纳米线电极层。

4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述的上层金属电极层为金属铝层、金属银层、金属金层中的一种；金属电极层厚度大于80nm，小于150nm。

5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在透明电极层和金属电极层与有序体相异质结之间分别夹有电极缓冲层，或者金属电极层与有序体相异质结之间夹有电极缓冲层。

6.如权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述的电极缓冲层为聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸盐）层、氧化钼层、氧化锌层、氧化钛层、八羟基喹啉铝层、欲灵铜层或氟化锂层；所述电极缓冲层的厚度大于5nm，小于50nm。

7.一种如权利要求1～6任一项所述有机太阳能电池材料的制备方法，其特征在于，先在透明电极表面通过真空沉积或者溶液旋涂沉积得到分子模板层；再在分子模板层上通过斜角入射真空沉积制备纳米棒阵列薄膜层后溶液旋涂的活性层；最后在活性层上依次真空沉积电极缓冲层和金属电极；

或者先在透明电极表面真空沉积电极缓冲层后，通过真空沉积或者溶液旋涂沉积得到分子模板层；再在分子模板层上通过斜角入射真空沉积制备纳米棒阵列薄膜层后溶液旋涂的活性层；最后在活性层上依次真空沉积电极缓冲层和金属电极。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的斜角入射入射角度为30°～90°。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的真空沉积，真空度<8.0×10^-4，基底温度在25～200°C，沉积速率在0.5～1.2nm/min。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述溶液旋涂时使用的溶液浓度为10～30mg/mL，所述的旋涂速度在1000～3000rpm。