專利名稱：一種倒裝有機本體異質結太陽電池及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種倒裝有機本體異質結太陽電池及其制備方法。
背景技術：
近年來，有機/聚合物太陽電池由于具有制備工藝簡單、質輕、造價低廉、可制備大面積柔性器件等優點而受到廣泛關注(Adv. Mater. 2009, 21，1323; Sol. EnergyMater. Sol. Cells 2009, 93，394)。有機本體異質結太陽電池，具有一種新型而有潛力的器件結構，其采用電子給體材料(如共軛聚合物材料、共軛的小分子材料)和電子受體材料(如眾多的富勒烯衍生物)組成的微相分離型混合物作為光活性層(Science 1995，270，1789; Chem. Rev. 2009，109，5868; Acc. Chem. Res. 2009，42，1709; Angew. Chem.1nt. Ed. 2010，49，7992)。在有機本體異質結太陽電池的常規結構中，通常將ITO和PED0T:PSS分別作為陽極和陽極緩沖層，真空沉積的金屬作為陰極。最近，采用ITO作為陰極和高功函金屬作為陽極的倒裝器件結構被有效地用于制備高效有機本體異質結太陽電池，并且此結構被證明具有更優越的穩定性(Polym. Rev. 2010, 50, 474; Sol. EnergyMater. Sol. Cells 2010, 95，1785)。其中，采用合適的界面材料作為陰極界面層用于有機本體異質結太陽電池，是一項非常重要的工程(J. Mater. Chem. 2010, 20, 2499)。目前，在以ITO為陰極的倒裝有機本體異質結太陽電池中，常用的陰極界面層材料主要有無機鹽，如 Cs2CO3, CsFCAppl. Phys. Lett. 2006, 88, 253503; Appl. Phys. Lett. 2008,92，173303)，其成膜性能不好；金屬氧化物，如 TiOx, ZnOCAppl. Phys. Lett. 2006, 89，233517; Appl. Phys. Lett. 2006, 89，143517)，其制備加工中常要用高溫處理(超過2000C )，這與柔性襯底不兼容；水/醇溶共軛聚合物，如PCP-NOH和PCP-EP (Sol. EnergyMater. Sol. Cells 2012, 97，83 - 88)，其制備方法較復雜；表面活性劑，如PEO (Sol.Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 497),器件性能表現一般
發明內容
本發明的目的在于針對已有技術存在的缺點，提供一種陰極界面層來制備倒裝有機本體異質結太陽電池。本發明的目的還在于提供這種倒裝有機本體異質結太陽電池的制備方法。本發明所提供的倒裝有機本體異質結太陽電池，包括兩兩依次相連的襯底、陰極、陰極界面層、光活性層、陽極界面層和陽極，其中陰極界面層的材料由水溶性聚合物與水溶性鹽組成的復合物構成，水溶性聚合物在其中的重量百分比為70-100%，水溶性鹽在其中的重量百分比為0-30%。水溶性聚合物具有如下結構
權利要求
1.一種倒裝有機本體異質結太陽電池，包括兩兩依次相連的襯底、陰極、陰極界面層、光活性層、陽極界面層和陽極，其特征在于陰極界面層的材料由水溶性聚合物與水溶性鹽組成的復合物構成，水溶性聚合物在所述復合物中的重量百分比為70-100%，水溶性鹽在所述復合物中的重量百分比為0-30%，水溶性聚合物具有如下結構
2.根據權利要求1所述倒裝有機本體異質結太陽電池，其特征在于所述的水溶性鹽為水溶性無機鹽、水溶性有機鹽中的一種或兩種組合。
3.根據權利要求2所述倒裝有機本體異質結太陽電池，其特征在于所述水溶性無機鹽包括鹵化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽中的一種或兩種以上。
4.根據權利要求2所述倒裝有機本體異質結太陽電池，其特征在于所述的水溶性有機鹽包括羧酸鹽、磺酸鹽中的一種或兩種以上。
5.制備權利要求1所述的倒裝有機本體異質結太陽電池的方法，其特征在于包括以下步驟在附著有陰極的襯底上依次制備陰極界面層、光活性層、陽極界面層和陽極；所述陰極界面層的制備是將由水溶性聚合物與水溶性鹽組成的聚合物水溶液旋涂于陰極上，經干燥后得到。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于制備陰極界面層后，將涂好陰極界面層的器件半成品轉移到無水、無氧，充滿高純氮氣的手套箱中，于陰極界面層上旋涂光活性層，最后再通過蒸鍍制備陽極界面層和陽極。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述襯底為玻璃或聚酯薄膜；所述陰極為IT0，所述光活性層為電子給體材料和電子受體材料組成的復合膜，所述陽極界面層為氧化鑰、氧化釩或氧化鎢，所述陽極為鋁、銀或金。
全文摘要
本發明公開了一種倒裝有機本體異質結太陽電池及其制備方法。倒裝有機本體異質結太陽電池包括兩兩依次相連的襯底、陰極、陰極界面層、光活性層、陽極界面層和陽極，其中陰極界面層的材料由水溶性聚合物與水溶性鹽組成的復合物構成。本發明利用水溶性聚合物和水溶性鹽組成的復合物作為陰極界面層，制備了倒裝有機本體異質結太陽電池，具有器件結構新穎性。本發明將水溶性陰極界面層應用于倒裝有機本體異質結太陽電池，有效地改善了倒裝電池的器件性能，所用的水溶性陰極界面層具有成本低廉，環境友好等特點。本發明采用的水溶性陰極界面層涂膜于ITO上，此制備過程工藝簡單、容易控制，不需要高溫處理，非常適合于柔性器件和大規模工業化生產。
文檔編號H01L51/44GK103035844SQ201210544360
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者陳軍武, 蔡平, 曹鏞 申請人:華南理工大學