[发明专利]一种提升有机聚合物太阳电池光电效率的方法

说明书

本发明公开了一种提升有机聚合物太阳电池光电效率的方法，包括如下步骤：S1.在甲苯中将给体材料和受体材料进行物理共混，形成前驱体，S2.向上述前驱体中加入聚乙二醇，混合均匀形成共混材料，S3.将上述共混材料作为活性层，旋涂于有机聚合物太阳电池中。当有机聚合物太阳电池中给体材料是噻吩类给体材料时，此时向给体材料和受体材料进行物理共混的前驱体中加入聚乙二醇，作为添加剂，然后将上述共混材料作为活性层应用于有机聚合物太阳电池中时，其光电效率能够得到显著提升。

技术领域

本发明属于光电领域，具体涉及一种提升有机聚合物太阳电池光电效率的方法。

背景技术

能源作为人类生存和经济发展的中药基础，随着社会的高速发展，出现了一系列的能源危机，能源的供需矛盾日益突出。随着人类对能源的需求日益增加，可持续能源的开放和使用变得越来越重要。太阳能作为清洁、可再生能源成为各国科研投入的重点，而制备具有高的光电效率的太阳电池，更是长期以来光电领域的核心课题。

一直以来，噻吩类系列聚合物是有机聚合物太阳电池活性层材料的理想给体材料，噻吩具有五元共轭的芳香环结构，含有噻吩的有机聚合物，具有较高的空穴迁移率、电导率高、环境稳定性好、成膜性能好等优点。若干种具有噻吩类结构的给体材料，与PC₆₁BM或PC₇₁BM共混后，其光电转换效率与同一时期的其它材料相比所制得的活性层材料相比，处于领先水平。其中，P3HT(poly(3-hexylthiophene))作为一类代表性的具有噻吩类结构的给体材料，具有优异的规整度和较高的空穴迁移率，成为众多研究中理想的给体材料。之前有许多报道公布了对基于P3HT的活性层的完善方法，如对P3HT进行热处理，以提高P3HT的结晶度；或者向其中加入二碘辛烷，以改变P3HT与PCBM的共混形态，期望达到进一步提升有机聚合物太阳电池光电效率。

然而，上述方法对于有机聚合物太阳电池光电效率的提升程度依然有限，因此依然需要找到一种新的提升有机聚合物太阳电池光电效率的方法，来进一步提升有机聚合物太阳电池光电效率。

发明内容

本发明旨在提供一种不同于现有技术报道的对有机聚合物太阳电池活性层的加工方法，来提升有机聚合物太阳电池光电效率。令人意外的发现，当有机聚合物太阳电池中给体材料分子结构中含有芳杂环且所有的芳杂环均是噻吩结构时(以下简称噻吩类给体材料)，此时向上述给体材料和受体材料进行物理共混的前驱体中加入聚乙二醇，作为添加剂，然后将上述共混材料作为活性层应用于有机聚合物太阳电池中时，其光电效率能够得到显著提升。这是由于聚乙二醇可以有效改变前驱体中给体材料和受体材料的共混形态所致。

本发明通过以下技术手段得以实现。

一种提升有机聚合物太阳电池光电效率的方法，包括如下步骤：

S1.在甲苯中将给体材料和受体材料进行物理共混，形成前驱体，

S2.向上述前驱体中加入聚乙二醇，混合均匀形成共混材料，

S3.将上述共混材料作为有机聚合物太阳电池活性层；

其中，

所述给体材料为含有芳香环的有机聚合物，当所述芳香环为芳杂环时，芳杂环为噻吩；

受体材料选自PC₆₁BM或PC₇₁BM。

进一步地，所述聚乙二醇的加入量为0.5-1wt％的前驱体。

进一步地，所述噻吩环选自单环或稠环结构。

进一步地，所述给体材料选自以下结构中的一种：