[发明专利]一种可溶液加工的渐变折射率叠层减反射膜及其制备方法

摘要

本发明一种可溶液加工的渐变折射率叠层减反射膜为石墨烯量子点GQDs均匀分散于交联的电子传输性共轭聚合物cPFNSO中的三维网状结构叠层薄膜；其制备方法的步骤为：合成一种透明的、可热/紫外光交联的电子传输性共轭聚合物；将石墨烯量子点和可交联电子传输性共轭聚合物共混形成复合溶液；其后将复合溶液旋涂在甲基修饰的p型平面单晶硅表面上，进行热/紫外光固化处理，再重复一次上述操作，得到渐变折射率叠层减反射膜。本发明减反射膜能形成三维网状的叠层结构，具有电子抽取与传输和宽光谱减反射协同功能，能够使硅基有机/无机杂化太阳电池的有机层实现折射率渐变，从而实现有效减反射。本发明制备方法简单易于实现，便于应用。

主权项

1.一种可溶液加工的渐变折射率叠层减反射膜及其制备方法，其特征在于：所述的叠层减反射膜为石墨烯量子点GQDs均匀分散于交联的电子传输性共轭聚合物cPFNSO中的三维网状结构叠层薄膜；所述的聚合物cPFNSO化学结构为：其中，x+y=0.5，y=1~30%，n为1~10000的自然数；所述的叠层减反射膜的制备方法为：以石墨烯量子点GQDs和可交联的电子传输性共轭聚合物cPFNSO为原料，经共混组成复合物溶液，再经紫外光/热固化成膜，得到叠层减反射膜，具体步骤如下：步骤1：聚合物cPFNSO的制备将2,7‑二(4,4,5,5‑二甲基‑1,3,2‑二氧杂硼烷‑2‑基) ‑9,9′‑二(6‑(3‑己氧基甲基‑3‑乙基‑氧杂环丁烷))芴（单体1）、2,7‑二溴‑9,9′‑二(N,N‑二甲基胺丙基)芴（单体2）和3,7‑二溴‑S,S‑二氧‑二苯并噻吩（单体3）按50∶20~49∶1~30的摩尔比溶于甲苯中，然后在氩气保护下加入醋酸钯、三环己基膦和四乙基氢氧化铵水溶液，在氩气氛下回流搅拌48 h后，加入苯硼酸，反应6h，再加入溴苯反应6h；其中，苯硼酸、溴苯的摩尔比为1∶1；反应结束后，将产物降至室温，倒入甲醇中沉淀，沉淀物经过滤后用丙酮索氏提取器抽提24h，其后将抽提得到的滤饼在空气中干燥过夜，再经真空干燥24h，得到白色固体聚合物cPFNSO；所述的醋酸钯、三环己基膦和四乙基氢氧化铵的摩尔比为1∶1∶1；步骤2：聚合物cPFNSO∶石墨烯量子点GQDs复合物溶液的配制在氮气氛围的手套箱中，将聚合物cPFNSO和石墨烯量子点GQDs共混于共混溶剂中，并加入质量分数为聚合物cPFNSO的1%的光酸，得到聚合物cPFNSO∶石墨烯量子点GQDs复合物溶液；其中，每1 mL复合物溶液中，聚合物cPFNSO的含量为0.5~2 g，石墨烯量子点GQDs的含量为0.1~1 g；步骤3：成膜将聚合物cPFNSO∶石墨烯量子点GQDs复合物溶液旋涂在经前处理的甲基修饰的p型平面单晶硅表面上，涂膜后在波长为365 nm的紫外灯照射1min、于加热板上在≤200℃的条件下热处理15 min，得到石墨烯量子点GQDs均匀分散于交联聚合物cPFNSO中的三维网状结构第一层薄膜；所述的第一层薄膜的折射率控制为2.20~2.40，厚度为15 nm~30 nm；将上述涂有第一层薄膜的甲基修饰的p型平面单晶硅重复一次上述操作，进行二次成膜，得到的第二层膜的折射率控制为2.00~2.20，厚度为40 nm~60 nm，形成由两层薄膜构成的渐变折射率叠层减反射膜，其折射率为2.10~2.20。