[发明专利]一种反向有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种反向有机太阳能电池，其特征在于，包括玻璃衬底上的一层阴极层、一层沉积在阴极层上的阴极修饰层、一层沉积在阴极修饰层上的光活性层、一层沉积在光活性层上的阳极修饰层、一层沉积在阳极修饰层上的缓冲层和一层沉积在缓冲层上的阳极层；所述缓冲层的材料是以下薄膜中的任意一种：Ⅰ.碳酸锂掺杂的2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉；Ⅱ.铯掺杂的4,7二苯基-1,10-菲啰啉；Ⅲ.氟化锂；Ⅳ.碳酸铯；所述阳极修饰层的材料是以下薄膜中的任意一种：Ⅰ.三氧化钼；Ⅱ.1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲-六腈。

2.如权利要求1所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述阴极层的材料是导电氧化铟锡薄膜或贵金属薄膜；所述阴极修饰层的材料是乙氧基化的聚乙烯亚胺。

3.如权利要求2所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述导电氧化铟锡薄膜的面电阻小于10欧姆/sq；所述贵金属是银。

4.如权利要求1所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述光活性层的材料是以下二组分薄膜中的任意一种：Ⅰ.由聚(3-己基噻吩)和[6.6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯组成的二组分薄膜；或者，Ⅱ.由聚[[2,6’-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b；3,3-b]二噻吩][3-氟代-2[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]]和[6.6]-苯基-C₇₁-丁酸甲酯组成的二组分薄膜。

5.如权利要求4所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述的光活性层，当为第Ⅰ种时，其质量配比为聚(3-己基噻吩):[6.6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯＝12:(9.6～12)；当为第Ⅱ种时，其质量配比为聚[[2,6’-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b；3,3-b]二噻吩][3-氟代-2[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]]:[6.6]-苯基-C₇₁-丁酸甲酯＝10:(10～15)。

6.如权利要求4所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述的光活性层，当为第Ⅰ种时，其厚度为80nm；当为第Ⅱ种时，厚度为120nm。

7.如权利要求1所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极修饰层的材料当为第Ⅰ种时，其厚度为1-10nm；当为第Ⅱ种时，其厚度为1-10nm。

8.如权利要求1所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述缓冲层，当为第Ⅰ种时，其质量配比为2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉:碳酸锂＝1:(0.01～0.5)；当为第Ⅱ种时，其质量配比为4,7二苯基-1,10-菲啰啉:铯＝1:(0.01～0.5)。

9.如权利要求1所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述缓冲层，当为第Ⅰ种时，其厚度为5-30nm；当为第Ⅱ种时，其厚度为5-30nm；当为第Ⅲ种时，其厚度为0.5-1.5nm；当为第Ⅳ种时，其厚度为0.5-1.5nm。

10.如权利要求1所述的反向有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极层的材料是铝。

11.一种制备权利要求1所述反向有机太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将阴极层覆盖在玻璃衬底上，得到阴极衬底；

2)在阴极层上沉积阴极修饰层；

3)在阴极修饰层上沉积光活性层；

4)在光活性层上沉积阳极修饰层；

5)在阳极修饰层上沉积缓冲层；

6)在缓冲层上沉积阳极层。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤5)选用以下工艺中的任意一种：

Ⅰ.将第三步制得的沉积了活性层的中间产品放入真空镀膜机中，真空镀膜机抽到背景真空度为4×10^-4Pa，采用热蒸发方式，在第四步沉积的阳极修饰层上沉积碳酸锂掺杂的2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉薄膜，其质量配比为2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉:碳酸锂＝1:(0.01～0.5)，厚度为5-30nm；

或者，Ⅱ.将第三步制得的沉积了活性层的中间产品放入真空镀膜机中，真空镀膜机抽到背景真空度为4×10^-4Pa，采用热蒸发方式，在第四步沉积的阳极修饰层上沉积铯掺杂的4,7二苯基-1,10-菲啰啉薄膜，4,7二苯基-1,10-菲啰啉:铯＝1:(0.01～0.5)，厚度为5-30nm；

或者，Ⅲ.将第三步制得的沉积了活性层的中间产品放入真空镀膜机中，真空镀膜机抽到背景真空度为4×10^-4Pa，采用热蒸发方式，在第四步沉积的阳极修饰层上沉积氟化锂薄膜，厚度为0.5-1.5nm；

或者，Ⅳ.将第三步制得的沉积了活性层的中间产品放入真空镀膜机中，真空镀膜机抽到背景真空度为4×10^-4Pa，采用热蒸发方式，在第四步沉积的阳极修饰层上沉积碳酸铯薄膜，厚度为0.5-1.5nm。