[发明专利]一种双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，采用正型结构，自下而上 依次为：透明衬底、透明导电阳极、阳极缓冲层、有机活性层、阴极缓冲层、 金属阴极；其特征在于所述阳极缓冲层为PTFE阳极缓冲层和MoO₃阳极缓冲 层构成的双阳极缓冲层；PTFE阳极缓冲层制备于透明导电阳极上；MoO₃阳 极缓冲层制备于PTFE阳极缓冲层与有机活性层之间；PTFE阳极缓冲层厚度为 0.3～2nm，MoO₃阳极缓冲层厚度为4～10nm。

2.根据权利要求1所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，其特征 在于所述PTFE阳极缓冲层厚度优选1.5nm。

3.根据权利要求1所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，其特征 在于所述的透明衬底为透明玻璃或者透明柔性聚合物。

4.根据权利要求3所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，其特征 在于透明柔性聚合物为聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺或聚丙烯酸中的一种，或由其中两种以上材 料混合制成，或由其中两种以上材料按顺序一层层制备而成。

5.根据权利要求1所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，其特征 在于所述透明导电阳极，其材料为氧化铟锡，沉积于透明衬底上。

6.根据权利要求1所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，其特征 在于所述的有机活性层是由电子给体材料PCDTBT和电子受体材料PC₇₁BM按 1:4的质量比配置的混合物，或者是由电子给体材料P3HT和电子受体材料 PC₆₁BM按1:1的质量比配置的混合物。

7.根据权利要求1所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池，其特征 在于所述的阴极缓冲层，其材料为Alq3、LiF、卟啉小分子、Bphen或BCP中 的一种，或由其中两种以上材料按顺序一层层制备而成，厚度为1～10nm；所 述的金属阴极，其材料为Al、Ca、Ag或Au中的一种，或由其中两种以上材 料按顺序一层层制备而成，厚度为100nm～200nm。

8.一种如权利要求1所述双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池的制备方 法，包括以下步骤：

①依次使用甲苯、丙酮、洗涤剂、去离子水、异丙醇对透明导电阳极与透 明衬底构成的基片进行超声清洗，清洗过后的基片保存在异丙醇中备用；

②清洗后的基片用氮气吹干，移入干燥箱中烘干，然后用Plasma清洗机进 行等离子体处理；

③将处理好的基片移入真空镀膜机里，在透明导电阳极上蒸镀PTFE阳极 缓冲层，然后在PTFE阳极缓冲层上蒸镀MoO₃阳极缓冲层；其中PTFE的蒸发 速率为厚度为0.3～2nm，MoO₃的蒸发速率为厚度为 4～10nm；

④将上述蒸镀了双阳极缓冲层的基片移入Plasma清洗机，进行等离子体处 理；

⑤在MoO₃阳极缓冲层上制备有机活性层；

⑥将步骤⑤获得的基片移入真空镀膜机里，依次在有机活性层上蒸镀阴极 缓冲层和金属阴极。

9.根据权利要求8所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池的制备方 法，其特征在于所述步骤⑤中采用旋涂的方法在氮气氛围中将电子给体材料 PCDTBT和电子受体材料PC₇₁BM按1:4的质量比配置的混合溶液旋涂在MoO₃阳极缓冲层上，匀胶机转速为1500rpm/s，旋涂时间为40s；所述混合溶液的溶 剂为邻二氯苯，溶液的浓度为PCDTBT:PC₇₁BM＝8mg/ml:32mg/ml；然后在70℃ 的条件下退火30min蒸发掉溶剂，得到有机活性层。

10.根据权利要求8所述的双阳极缓冲层体异质结有机太阳能电池的制备 方法，其特征在于所述步骤⑤中，采用旋涂的方法在氮气氛围中将电子给体材 料P3HT和电子受体材料PC₆₁BM按1:1的质量比配置的混合溶液旋涂在MoO₃ 阳极缓冲层上，匀胶机转速为700rpm/s，旋涂时间为36s；所述混合溶液的溶 剂为邻二氯苯，溶液的浓度为P3HT:PC₆₁BM＝17mg/ml:17mg/ml；然后室温退火 3h蒸发掉溶剂，得到有机活性层。