一種以MCl-4PACz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池及其制備方法與流程

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池，具體涉及一種以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、有機(jī)太陽(yáng)能電池，顧名思義，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽(yáng)能電池。主要是以具有光敏性質(zhì)的有機(jī)物作為半導(dǎo)體的材料，以光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電壓形成電流,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電的效果。

2、目前，提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是推動(dòng)其商業(yè)化和廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池及其制備方法，可以有效提高電荷傳輸?shù)男?，可以讓活性層更加有效地吸收入射光，增?qiáng)光電流的產(chǎn)生，進(jìn)而提高制得有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面的，本發(fā)明提供一種以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，包括如下步驟：

3、s1、超聲清洗ito玻璃后，使用氮?dú)鈽尨蹈?，再使用等離子處理3min，得玻璃基板；

4、s2、在s1所得玻璃基板的表面旋涂空穴傳輸層，所述空穴傳輸層包括mcl-4pacz，所述空穴傳輸層的厚度為20-30nm；

5、s3、在s2所得空穴傳輸層的表面旋涂活性層，所述活性層為pm6：btp-ec9，所述活性層的厚度為100nm；

6、s4、在s3所得活性層的表面旋涂電子傳輸層，所述電子傳輸層為pdin，所述電子傳輸層的厚度為5-8nm；

7、s5、在s4所得電子傳輸層的表面蒸鍍銀作為陰極電極，所述陰極電極的厚度為100nm。

8、進(jìn)一步的，s2中，所述mcl-4pacz的制備方法如下：

9、s21、稱取1.00g的3，6-二溴咔唑和0.938g的3-氯苯硼酸，加入6.02g的碳酸銫，通氮?dú)?，加?0ml二氧六環(huán)和12ml去離子水，攪拌，加入71.11mg的催化劑四(三苯基膦)鈀，加熱至100℃進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱、攪拌，將反應(yīng)液倒入200ml水中，萃取有機(jī)相，添加無(wú)水硫酸鎂干燥，抽濾，濾液旋干，得流動(dòng)性淡黃色液體，隨即過(guò)柱子，干燥，得化合物一；

10、s22、稱取10.644g的化合物一和0.34g的四丁基溴化銨，加入反應(yīng)瓶中，通氮?dú)?，加?.44g的1，4-二溴丁烷和4g的50％koh水溶液，攪拌，加熱至75℃進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，加入250ml水，萃取有機(jī)相，加入無(wú)水硫酸鎂干燥，抽濾，濾液旋干，得淡黃色粘稠液態(tài)產(chǎn)物，然后過(guò)柱子，干燥，得化合物二；

11、s23、用10ml的亞磷酸三乙酯溶解0.85g的化合物二，氮?dú)夥諊拢瑪嚢?，升溫?60℃進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，加入250ml水中，攪拌，萃取，過(guò)柱子，干燥，得化合物三；

12、s24、取20ml的1，4二氧六環(huán)，氮?dú)夥諊?，于反?yīng)瓶中溶解s23所得化合物三，再抽取2ml的三甲基溴硅烷注入反應(yīng)瓶中，攪拌，升溫至35℃進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉加熱，隨即往反應(yīng)瓶中加15ml的甲醇，繼續(xù)攪拌3小時(shí)后，將反應(yīng)瓶里的溶液倒入旋蒸瓶，55℃旋蒸，加入甲醇助溶，隨后抽濾，固體產(chǎn)物于60℃真空干燥，即得所述mcl-4pacz。

13、進(jìn)一步的，s21中，過(guò)柱子的具體過(guò)程為：采用pe：dcm＝3：1過(guò)1l，再轉(zhuǎn)pe：dcm＝1：3過(guò)500ml。

14、進(jìn)一步的，s22中，過(guò)柱子的具體過(guò)程為：先采用pe過(guò)200ml，再轉(zhuǎn)pe：dcm＝4：1過(guò)600ml，最后轉(zhuǎn)pe：dcm＝2：1過(guò)600ml。

15、進(jìn)一步的，s23中，過(guò)柱子的具體過(guò)程為：采用pe：dcm＝3：1過(guò)250ml，然后轉(zhuǎn)純ea過(guò)1.2l。

16、進(jìn)一步的，s2的具體操作為：將mcl-4pacz溶于99.5％乙醇中，攪拌4-5小時(shí)，配置成濃度為0.3-0.4mg/ml的a溶液；將a溶液旋涂在玻璃基板的表面，轉(zhuǎn)速為3000rpm，時(shí)間為20-30s；然后進(jìn)行退火處理，溫度為100℃，時(shí)間為5min。

17、進(jìn)一步的，s3的具體操作為：以含有1，8-二碘辛烷的氯苯為溶劑，1，8-二碘辛烷的體積為氯苯體積的0.5％，以pm6和btp-ec9的混合物為溶質(zhì)，pm6和btp-ec9的質(zhì)量比為1：1，100℃攪拌15-20min，配置成溶質(zhì)濃度為25mg/ml的b溶液；將b溶液旋涂在空穴傳輸層的表面，轉(zhuǎn)速為3000rpm，時(shí)間為20-30s；將旋涂完活性層的電池進(jìn)行退火處理，溫度為100℃，時(shí)間為5min。

18、第二方面的，本發(fā)明提供一種以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，采用上述的制備方法制得。

19、本申請(qǐng)具有以下有益效果：本發(fā)明所制成的有機(jī)太陽(yáng)能電池，使用高電導(dǎo)率、高透光率的mcl-4pacz，首先，mcl-4pacz有較高的電導(dǎo)率，可以有效提高電荷傳輸?shù)男?；其次mcl-4pacz透光率很好，可以讓活性層更加有效地吸收入射光，增強(qiáng)光電流的產(chǎn)生；最后，本發(fā)明中使用99.5％乙醇溶解mcl-4pacz，制備方法對(duì)環(huán)境更加友好，并且更加易于制備。

技術(shù)特征：

1.一種以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，s2中，所述mcl-4pacz的制備方法如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，s21中，過(guò)柱子的具體過(guò)程為：采用pe：dcm＝3：1過(guò)1l，再轉(zhuǎn)pe：dcm＝1：3過(guò)500ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，s22中，過(guò)柱子的具體過(guò)程為：先采用pe過(guò)200ml，再轉(zhuǎn)pe：dcm＝4：1過(guò)600ml，最后轉(zhuǎn)pe：dcm＝2：1過(guò)600ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，s23中，過(guò)柱子的具體過(guò)程為：采用pe：dcm＝3：1過(guò)250ml，然后轉(zhuǎn)純ea過(guò)1.2l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，s2的具體操作為：將mcl-4pacz溶于99.5％乙醇中，攪拌4-5小時(shí)，配置成濃度為0.3-0.4mg/ml的a溶液；將a溶液旋涂在玻璃基板的表面，轉(zhuǎn)速為3000rpm，時(shí)間為20-30s；然后進(jìn)行退火處理，溫度為100℃，時(shí)間為5min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，s3的具體操作為：以含有1，8-二碘辛烷的氯苯為溶劑，1，8-二碘辛烷的體積為氯苯體積的0.5％，以pm6和btp-ec9的混合物為溶質(zhì)，pm6和btp-ec9的質(zhì)量比為1：1，100℃攪拌15-20min，配置成溶質(zhì)濃度為25mg/ml的b溶液；將b溶液旋涂在空穴傳輸層的表面，轉(zhuǎn)速為3000rpm，時(shí)間為20-30s；將旋涂完活性層的電池進(jìn)行退火處理，溫度為100℃，時(shí)間為5min。

8.一種以mcl-4pacz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種以MCl?4PACz為空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池及其制備方法，屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，該制備方法包括步驟：S1、超聲清洗ITO玻璃后，用氮?dú)鈽尨蹈?，等離子處理3min，得玻璃基板；S2、在S1所得玻璃基板的表面旋涂空穴傳輸層，空穴傳輸層包括MCl?4PACz，空穴傳輸層的厚度為20?30nm；S3、在S2所得空穴傳輸層的表面旋涂活性層，活性層為PM6：BTP?ec9，活性層的厚度為100nm；S4、在S3所得活性層的表面旋涂電子傳輸層，電子傳輸層為PDIN，電子傳輸層的厚度為5?8nm；S5、在S4所得電子傳輸層的表面蒸鍍銀作為陰極電極，陰極電極的厚度為100nm。本發(fā)明能有效提高電荷傳輸?shù)男?，能讓活性層更加有效地吸收入射光，增?qiáng)光電流的產(chǎn)生，進(jìn)而提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)研發(fā)人員：宋欣,唐博,徐小會(huì),蘇潔,張紫媚,吳優(yōu)杭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都博欣光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/14