[发明专利]一种MXene掺杂PEDOT:PSS为阳极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种MXene掺杂PEDOT:PSS为阳极修饰层材料的有机太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的阳极基底、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层和阴极层；所述阳极修饰层材料由MXene与PEDOT:PSS掺杂而成，且所述阳极修饰层中MXene掺杂质量百分比为2~6.5%；所述阳极基底选自铟锡氧化物玻璃，所述活性层材料为P3HT：PCBM，且活性层厚度为150-250nm；所述阴极修饰层材料为Ca或PFNBr，所述阴极层材料为Al或Ag；所述阴极修饰层厚度为5-15nm；所述阴极层厚度为80-120nm；

所述有机太阳能电池的制备包括如下步骤：

步骤一、清洗阳极基底，并对所述阳极基底的阳极层表面进行表面处理；阳极基底处理包括：首先依次用洗洁精、去离子水、丙酮、无水乙醇、异丙醇各超声清洗15-25分钟；随后在60-100℃真空干燥箱中烘干12-24h；最后对所述清洗烘干的阳极基底表面进行5-10分钟的等离子表面处理；

步骤二、在经过步骤一表面处理过的所述阳极层表面依次旋涂阳极修饰层和活性层；所述阳极修饰层制备工艺为：首先将MXene水溶液超声分散均匀，用0.22μm的有机滤芯过滤；然后将上述MXene滤液滴加到PEDOT：PSS溶液中，搅拌25-35min得到混合均匀的混合液，所述混合液中MXene掺杂的质量百分比为2~6.5%；最后在等离子表面处理的阳极基底上旋涂所述混合液得到阳极修饰层，转速为3000-4000rpm，旋涂时间为30-50s；所述阳极修饰层旋涂完成后以130-170℃退火处理5-15分钟；

步骤三、在步骤二所述的活性层表面依次蒸镀阴极修饰层和阴极层，制得所述有机太阳能电池；所述活性层制备工艺为：将P3HT和PCBM分散在邻二氯苯中，搅拌8-24h小时得到活性层溶液，其中P3HT:PCBM质量比为0.8-1.2:1，P3HT浓度为15-25mg/ml；最后在已旋涂阳极修饰层表面上旋涂活性层溶液，转速为800-1500rpm，时间为30-50s；所述活性层旋涂完成后放置2~3小时自然晾干，随后以130-170℃退火处理3-8分钟。

2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述阳极修饰层中MXene为二维材料，且片大小为50-150nm，所述阳极修饰层的厚度为35-45nm。

3.权利要求1-2任一项所述MXene掺杂PEDOT:PSS为阳极修饰层材料的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、清洗阳极基底，并对所述阳极基底的阳极层表面进行表面处理；阳极基底处理包括：首先依次用洗洁精、去离子水、丙酮、无水乙醇、异丙醇各超声清洗15-25分钟；随后在60-100℃真空干燥箱中烘干12-24h；最后对所述清洗烘干的阳极基底表面进行5-10分钟的等离子表面处理；

步骤二、在经过步骤一表面处理过的所述阳极层表面依次旋涂阳极修饰层和活性层；所述阳极修饰层制备工艺为：首先将MXene水溶液超声分散均匀，用0.22μm的有机滤芯过滤；然后将上述MXene滤液滴加到PEDOT：PSS溶液中，搅拌25-35min得到混合均匀的混合液，所述混合液中MXene掺杂的质量百分比为2~6.5%；最后在等离子表面处理的阳极基底上旋涂所述混合液得到阳极修饰层，转速为3000-4000rpm，旋涂时间为30-50s；所述阳极修饰层旋涂完成后以130-170℃退火处理5-15分钟；

步骤三、在步骤二所述的活性层表面依次蒸镀阴极修饰层和阴极层，制得所述有机太阳能电池；所述活性层制备工艺为：将P3HT和PCBM分散在邻二氯苯中，搅拌8-24h小时得到活性层溶液，其中P3HT:PCBM质量比为0.8-1.2:1，P3HT浓度为15-25mg/ml；最后在已旋涂阳极修饰层表面上旋涂活性层溶液，转速为800-1500rpm，时间为30-50s；所述活性层旋涂完成后放置2~3小时自然晾干，随后以130-170℃退火处理3-8分钟。