[发明专利]大面积聚合物太阳能电池及其活性层的制备方法

权利要求书

1.大面积聚合物太阳能电池活性层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将电子给体材料与电子受体材料溶于有机溶剂中，加热搅拌，获得均匀的混合溶液，再向混合溶液中加入添加剂，混合均匀，得到活性层的喷涂墨水；

(2)向超声喷涂仪的喷涂室内喷入有机溶剂，构建原位气氛；

(3)将喷涂墨水加入超声喷涂仪，设置喷涂墨水流量为0.01-10ml/min，喷嘴移动速度为0.1-60mm/s，喷嘴距基底高度为0.1-30cm，通入氮气气流量为0.05-10MPa，超声功率为0.05-9W，开始喷涂，喷涂完成后，惰性气氛下，100-180℃退火，得到聚合物太阳能电池活性层。

2.根据权利要求1所述的大面积聚合物太阳能电池活性层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，电子给体材料为聚(3-己基噻吩)、PBDTTT-C-T、PBDT-TFQ、PBDTTPD或PSBTBT，电子受体材料为PC₆₁BM、PC₇₁BM或IC₆₀BA。

3.根据权利要求1所述的大面积聚合物太阳能电池活性层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，电子给体材料与电子受体材料质量比为4:1-1:4。

4.根据权利要求1所述的大面积聚合物太阳能电池活性层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、氯仿或二硫化碳，喷涂墨水中，电子给体材料和电子受体材料的总质量浓度为0.1-60mg/ml。

5.根据权利要求1所述的大面积聚合物太阳能电池活性层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，添加剂为硫醇、氯萘或1，8-二碘辛烷，添加剂在喷涂墨水中的体积分数为0.1%-20%。

6.根据权利要求1所述的大面积聚合物太阳能电池活性层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，有机溶剂为氯苯、二氯苯或二硫化碳。

7.大面积聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在基底上制备阳极；

(2)将基底置于超声喷涂仪中，盖上掩模版，在阳极上喷涂空穴传输层，喷涂完成后取出，于100-180℃退火；

喷涂过程中，设置喷涂墨水流量为0.01-10ml/min，喷嘴移动速度为1-60mm/s，喷嘴距基底高度为0.1-30cm，通入氮气气流量为0.05-10MPa，超声功率为0.05-9W；

(3)向超声喷涂仪的喷涂室内喷入有机溶剂，构建原位气氛；

(4)将步骤(2)退火后的基底冷却至室温，再置于超声喷涂仪中，盖上掩模版，在空穴传输层上喷涂有机活性层，喷涂完成后取出，惰性气氛下，100-180℃退火；

喷涂过程中，设置喷涂墨水流量为0.01-10ml/min，喷嘴移动速度为0.1-60mm/s，喷嘴距基底高度为0.1-30cm，通入氮气气流量为0.05-10MPa，超声功率为0.05-9W；

(5)将步骤(4)退火后的基底冷却至室温，真空条件下，在有机活性层上制备金属阴极，得到大面积聚合物太阳能电池。

8.根据权利要求7所述的大面积聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)采用的喷涂墨水为PEDOT:PSS水溶液的稀释液，稀释溶剂为水和异丙醇。

9.根据权利要求7所述的大面积聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)采用的喷涂墨水为电子给体材料、电子受体材料、添加剂和有机溶剂的混合溶液，电子给体材料为聚(3-己基噻吩)、PBDTTT-C-T、PBDT-TFQ、PBDTTPD或PSBTBT，电子受体材料为PC₆₁BM、PC₇₁BM或IC₆₀BA。

10.根据权利要求7所述的大面积聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)采用的有机溶剂为氯苯、二氯苯或二硫化碳。