【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机太阳能电池领域，特别涉及具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件及其制备方法和应用。
技术介绍
1、有机太阳能电池由于其独特的优势，如低成本、重量轻、灵活性和易于加工等，被认为是实现下一代太阳能电池技术的最有希望的候选者。在过去的三十年里，科研人员通过开发新型器件结构、界面修饰工程、活性层形貌优化等策略，将有机太阳能电池的能量转化效率从不足1％提升至19％以上，展现出广阔的应用前景。事实上，传统的有机太阳能电池只能将太阳能转化为电能，单一的功能性限制了其多样化发展。如何进一步开发实现具有光电转换和检测所在环境湿度值的多功能集成有机太阳能电池十分具有挑战性和吸引力，这将对未来有机太阳能电池的广泛商业应用提供动力。然而，有机太阳能电池多元化的发展非常受限，仍然需要更深入的探索。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，将4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮薄膜层作为电子传输层，同时利用其水致变色性质，采用大面积低成本涂覆技术即可制备出同时具有为负载提供电能和对环境湿度起到灵敏响应的多功能太阳能电池，工艺简单，生产成本低。
2、本专利技术的再一目的在于提供一种有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件，将4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮薄膜层作为电子传输层同时作为水致变色层
3、本专利技术的又一目的在于提供上述有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的应用。
4、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
5、具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)在透明导电基底的表面上制备空穴传输层；所述空穴传输层的材料为pedot:pss；
7、(2)在空穴传输层上制备聚合物有源层；所述聚合物有源层的材料为pm6:l8-bo；
8、(3)在聚合物有源层上制备电子传输层；所述电子传输层的材料为4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮薄膜层，所述电子传输层同时为水致变色层；所述4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮具有以下结构式：
9、
10、(4)在电子传输层上制备顶电极。
11、优选的，所述空穴传输层覆盖在透明导电基底的部分表面上；
12、所述电子传输层覆盖在聚合物有源层的上表面、侧面，空穴传输层的侧面，及透明导电基底的另一部分表面上。
13、优选的，所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，具体包括以下步骤：
14、(1)在透明导电基底的表面上制备空穴传输层：采用遮挡物覆盖部分透明导电基底后，在透明导电基底的表面上沉积空穴传输层：采用匀胶机，将空穴传输层pedot:pss旋涂在透明导电基底的表面；然后对空穴传输层pedot:pss进行退火处理，温度为140～160℃，时间为12～18分钟；
15、(2)在空穴传输层上制备聚合物有源层：将pm6和l8-bo以质量比为1:(1～1.2)混合，溶解在溶剂中形成有源层溶液，浓度为8～12mg/ml；将溶解好的有源层溶液旋涂在空穴传输层pedot:pss上静置18～20分钟；
16、(3)在聚合物有源层上制备电子传输层，具体为：
17、将4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮溶解在无水甲醇溶液中，得到电子传输层溶液，浓度为0.8～1.2mg/ml；
18、去除遮挡物后，在聚合物有源层的上表面、侧面，空穴传输层的侧面，及透明导电基底的另一部分表面上旋涂电子传输层溶液；然后，在5×10-4pa以下的高真空环境干燥；
19、(4)在电子传输层上制备顶电极。
20、优选的，所述顶电极的厚度为20～200nm。
21、优选的，所述透明导电基底、空穴传输层、聚合物有源层、电子传输层、顶电极依次层叠。
22、所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，具体包括以下步骤：
23、(1)在透明导电基底的表面上制备空穴传输层：采用匀胶机，将空穴传输层pedot:pss旋涂在透明导电基底的表面；然后对空穴传输层pedot:pss进行退火处理，温度为140～160℃，时间为12～18分钟；
24、(2)在空穴传输层上制备聚合物有源层：将pm6:l8-bo以质量比为1:(1～1.2)混合，溶解在溶剂中形成有源层溶液，浓度为8～12mg/ml；将溶解好的有源层溶液旋涂在空穴传输层pedot:pss上静置18～20分钟；
25、(3)在聚合物有源层上制备电子传输层：将4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮溶解在无水甲醇溶液中，得到电子传输层溶液，浓度为0.8～1.2mg/ml；
26、在聚合物有源层的上表面上旋涂电子传输层溶液；然后，在5×10-4pa以下的高真空环境干燥；
27、(4)在电子传输层上制备顶电极。
28、优选的，所述顶电极的厚度为5～20nm，实现半透明光伏器件。
29、一种具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件，包括透明导电基底、空穴传输层、聚合物有源层、电子传输层和顶电极，采用以下结构：
30、所述空穴传输层覆盖在透明导电基底的部分表面上；所述聚合物有源层覆盖在空穴传输层上；所述电子传输层覆盖在聚合物有源层的上表面、侧面，空穴传输层的侧面，及透明导电基底的另一部分表面上；所述顶电极设置在电子传输层的表面；
31、或者采用以下结构：
32、透明导电基底、空穴传输层、聚合物有源层、电子传输层和顶电极依次层叠设置；
33、其中，电子传输层为4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮薄膜层，所述电子传输层同时为有水致变色层；
34、所述4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮具有以下结构式：
35、
36、所述的水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的应用，应用于感应环境湿度的大面积大棚光伏屋顶。
37、一种有机太阳能电池集成器件的电子传输层，为4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮薄膜层，所述电子传输层同时具有水致变色功能；
38、所述4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3h-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮具有以下结构式：
39、
40、优选的，所述水致变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层覆盖在透明导电基底的部分表面上；
3.根据权利要求2所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述顶电极的厚度为20～200nm。
5.根据权利要求1所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述透明导电基底、空穴传输层、聚合物有源层、电子传输层、顶电极依次层叠。
6.根据权利要求5所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
7.根据权利要求5或6所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述顶电极的厚度为5～20nm，实现半透明光伏器件。
8.一种具有水致变色功能的有机太阳能
9.权利要求8所述的水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的应用，其特征在于，应用于感应环境湿度的大面积大棚光伏屋顶。
10.一种有机太阳能电池集成器件的电子传输层，其特征在于，为4-氨基-3'，6'-双(二乙基氨基)-3H-螺[异苯并呋喃-1,9'-吨]-3-酮薄膜层，所述电子传输层同时具有水致变色功能；
...【技术特征摘要】
1.具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层覆盖在透明导电基底的部分表面上；
3.根据权利要求2所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述顶电极的厚度为20～200nm。
5.根据权利要求1所述的具有水致变色功能的有机太阳能电池集成器件的制备方法，其特征在于，所述透明导电基底、空穴传输层、聚合物有源层、电子传输层、顶电极依次层叠。
6.根据权利要求5所述的具有水致变色...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯林涛，盛兰，谈志，王宇飞，高天泽，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：
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