[发明专利]一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法

权利要求书

1.一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)制备静电纺丝活性层溶液

将活性层的给体材料溶液、活性层的受体材料溶液和溶剂混合，搅拌后，得静电纺丝活性层溶液；

2)电纺丝装置搭接及实验室前准备

在溶液槽内注入静电纺丝活性层溶液，在供液装置中注入供液，调节供液装置的给进速度，调控实验时供给速度，收集板放置于喷头的正下方，收集板接地；

3)采用电纺丝装置制备给体材料层

电纺溶液为活性层的给体材料溶液，待供液装置供液速度稳定后，打开高压电源对喷头加高压使实验处于静电喷雾状态，喷头悬挂的液滴在高压电场的作用下，被拉扯成锥形，从锥尖喷射出液滴，喷射的液滴在收集板收集后，随着液滴流动及溶剂挥发，在收集板形成一层薄膜(给体材料层)；

4)静电纺丝制备共混层的纳米网状多孔结构

实验溶液为活性层的给体材料溶液，待供液装置供液速度稳定后，打开高压电源对喷头加高压使实验处于静电纺丝制备纤维的模式，喷头悬挂的液滴在高压电场的作用下，被拉扯成锥形，从锥尖喷射出纤维射流，喷射的纤维射流在收集有活性层的给体材料薄膜的收集板收集后，随着溶剂挥发，在收集板形成具有良好机械性能的纳米网状多孔结构纤维膜基底；

5)静电喷雾制备共混层及受体材料层

电纺溶液为活性层的受体材料溶液，待供液装置供液速度稳定后，打开高压电源对喷头加高压，喷头悬挂的液滴在高压电场的作用下，被拉扯成锥形，从锥尖喷射出液滴，喷射的液滴在收集有活性层的给体材料纳米网状多孔结构纤维膜的收集板上收集后，随着液滴流动及溶剂挥发，静电喷雾技术制备的纳/微米颗粒可以很好地包埋微纳米网状多孔结构纤维膜基底，最终形成给受体材料互混在一起的共混层；待制备的受体材料纳/微米颗粒完全包埋给体材料的纳米网状多孔结构后，继续静电喷雾，得到受体材料层，即聚合物薄膜太阳能电池活性层。

2.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤1)中，所述活性层的给体材料为共轭聚合物，所述共轭聚合物可选自聚3-己基噻吩；所述活性层的受体材料为富勒烯衍生物，所述富勒烯衍生物可选自[6，6]-2-苯基C₆₁-2-丁酸甲酯。

3.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤1)中，所述活性层的给体材料溶液、活性层的受体材料溶液的质量浓度为15mg/ml；所述溶剂可采用氯苯和二氯甲烷。

4.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤1)中，所述溶剂采用氯苯和二氯甲烷。

5.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤2)～5)中，所述供液装置的供给速度均为200μL/h。

6.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤2)中，所述收集板放置于喷头的正下方50mm处；所述喷头采用不锈钢空心针头，喷头内径可为0.21mm。

7.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤3)中，所述高压为15kV；所述薄膜的厚度可为200nm。

8.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤4)中，所述高压为8kV。

9.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤5)中，所述高压为15kV。

10.如权利要求1所述一种电纺制备聚合物薄膜太阳能电池活性层的方法，其特征在于在步骤5)中，所述共混层的厚度为20nm；所述聚合物薄膜太阳能电池活性层的厚度可为250nm。