[发明专利]一种多结叠层有机太阳能电池及其制作方法

权利要求书

1.一种多结叠层有机太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备聚合物子电池、至少三层小分子子电池依次堆叠的前子电池；

2)制备PDMS衬底、金属背反射电极和底层聚合物子电池依次堆叠的后子电池；

3)利用PDMS模板转写和层压将后子电池的金属背反射电极和底层聚合物子电池转写到前子电池的小分子子电池表面，制备得到子电池数量至少为五的多结叠层有机太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的一种多结叠层有机太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述步骤1)包括如下步骤：

①制备透明导电衬底，所述透明导电衬底采用氧化铟锡ITO玻璃或具有金属薄膜的玻璃，所述金属为Au或Ag，其中ITO膜、Au或Ag作为器件的阳极；

②以旋涂的方式在透明导电衬底表面制备有机聚合物子电池的各有源层；

③以真空热沉积的方法在聚合物子电池上沉积至少三个小分子子电池，并用臭氧等离子体处理1s。

3.根据权利要求1所述的一种多结叠层有机太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述步骤2)包括如下步骤：

①将PDMS的预聚物和固化剂以10:1的质量比充分混合，通过热固化在玻璃模具中制备厚度为2～3mm的PDMS衬底，切成设定的形状，作为后子电池的基底；

②PDMS利用臭氧等离子体处理5s；

③以真空热沉积的方法在PDMS衬底上蒸镀一层金属电极，得到金属背反射电极；

④在金属电极表面旋涂一层10nm厚的聚乙烯亚胺；

⑤以旋涂的方式在金属背反射电极上制备底层聚合物子电池。

4.根据权利要求1所述的一种多结叠层有机太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述步骤3)包括如下步骤：

将后子电池的底层聚合物子电池与前子电池的小分子子电池表面紧密贴合，在氮气保护的手套箱中用工具按压，再将PDMS衬底揭去，得到多结叠层有机太阳能电池。

5.一种多结叠层有机太阳能电池，其特征在于：依次由透明导电衬底、聚合物子电池、至少三结串联的小分子子电池、底层聚合物子电池、金属背反射电极组成，所述透明导电衬底为太阳光入射层。

6.根据权利要求5所述的一种多结叠层有机太阳能电池，其特征在于：所述三结串联的小分子子电池结构为：

Ag/MoO₃/SubPc/SubPc:C₇₀/C₇₀/BCP/Ag/MoO₃/DTDCTB/DTDCTB:C₇₀/C₇₀/BCP/Ag/MoO₃/AlPcCl/AlPcCl:C₇₀/C₇₀/BCP/Ag/MoO₃。

7.根据权利要求6所述的一种多结叠层有机太阳能电池，其特征在于：所述小分子子电池中Ag层厚度为1nm，MoO₃层厚度为5nm，SubPc层厚度为5nm，SubPc:C₇₀、DTDCTB:C₇₀、AlPcCl:C₇₀层的厚度为20nm且二组分的质量比为1:1，C₇₀层的厚度为10nm，BCP层的厚度为4nm。

8.根据权利要求5所述的一种多结叠层有机太阳能电池，其特征在于，所述聚合物子电池结构为：PEDOT:PSS/P3HT：PC₇₁BM，其中PEDOT:PSS厚度为60nm，P₃HT：PC₇₁BM的质量比为1:0.8且厚度为100nm。

9.根据权利要求5所述的一种多结叠层有机太阳能电池，其特征在于，底层聚合物子电池结构为：PDPPTPT：PC₇₁BM的质量比为1:2且厚度为100nm。

10.根据权利要求5所述的一种多结叠层有机太阳能电池，其特征在于：所述金属背反射电极为低功函数金属电极，旋涂的金属包括Al、Ca/Ag、Mg/Ag。