【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机太阳能电池，具体为基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、有机太阳能电池具有质量轻、成本低、半透明、可溶液加工等优点。有机太阳能电池活性层是由给体和受体材料共混组成，共混膜的光吸收能力以及形貌决定了器件性能。随着有机光伏材料的开发设计和器件工艺的不断优化，有机太阳能电池的能量转换效率得到了快速发展，但仍落后于无机太阳能电池。
2、有机太阳能电池器件性能进一步提升仍受限于较大的电压损失，主要是非辐射复合引起的电压损失。虽然通过材料结构设计可以抑制非辐射电压损失，但往往会牺牲短路电流，很难实现能量转换效率的提高。另外，有机太阳能电池的稳定性也是考虑的重点，是限制未来商业化应用的关键。
3、三元策略是常用于提高器件性能的一种有效方法。该策略涉及将第三组分引入到主体系，以拓宽光吸收、优化共混形貌或提高激子解离和电荷提取能力，从而提高器件性能，成为有机光伏领域的研究热点。近年来，已有相关文献报道了第三组分在提高能量转换效率表现出独特优势，但很少提到增强器件稳定性。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池及其制备方法，解决了有机太阳能电池器件稳定性较差的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，所述三元有机太阳能电池正向器件的结构层次由下至上依次为透明导电玻璃基底，空穴传输层，三元有机活性层，电子传
3、所述三元有机活性层包括聚合物给体pm6、非富勒烯电子受体l8-bo和非对称受体btp-os；
4、所述聚合物给体pm6的结构式为：
5、
6、所述非富勒烯电子受体l8-bo的结构式为：
7、
8、所述非对称受体btp-os的结构式为：
9、
10、优选的，所述的三元太阳能电池正向器件的结构层次自下而上依次是ito玻璃片，pedot:pss空穴传输层，三元有机活性层，pndit-f3n电子传输层，金属ag阴极。
11、优选的，所述三元有机活性层为本体异质结型pm6:l8-bo:btp-os。
12、优选的，所述三元有机活性层中pm6:l8-bo:btp-os的质量比为1:(0～1.2)：(0～1.2)。
13、基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
14、s1.首先将ito玻璃片依次在洗洁精+去离子水、去离子水、丙酮、异丙醇中进行超声处理，然后再使用紫外臭氧清洗机处理15min；
15、s2.采用旋涂的方法将pedot:pss溶液成膜在ito玻璃片上，然后热退火处理形成空穴传输层；
16、s3.将pm6、pm6:l8-bo和btp-os按照质量比1:(0～1.2)：(0～1.2)，一起溶于氯仿溶液中，在手套箱内加热搅拌，且在旋涂活性层30min前加入体积比为0.5％的dio，然后旋涂至空穴传输层上，形成本体异质结活性层；
17、s4.将fndit-f3n溶解在含有体积比为0.5％乙酸的甲醇溶剂中，采用旋涂的方法将fndit-f3n溶液成膜至活性层上，形成电子传输层。
18、s5.将金属ag电极蒸镀至fndit-f3n电子传输层。
19、优选的，所述s2步骤中，旋转速度为4500～5500rpm/min，旋涂时间为30s；退火温度为145℃～150℃，退火时间为20min。
20、优选的，所述s3步骤中，本体异质结活性层材料浓度为14～16mg/ml，本体异质结活性层的旋涂速度为2500～3500rpm/min。
21、优选的，所述s4步骤中，pndit-f3n的浓度为0.3～0.8mg/ml，旋涂速度为1500～2500rpm/min，旋涂时间为40s。
22、本专利技术提供了基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池及其制备方法。具备以下有益效果：
23、1、本专利技术通过选取了非对称受体btp-os作为第三组分引入了pm6:l8-bo体系，其中pm6作为三元有机太阳电池的给体材料，l8-bo作为受体材料，btp-os的加入有效地改善了共混体系的结晶度、分子取向和垂直成分分布，从而有效地抑制了电荷复合，改善了相应器件中激子的解离和电荷提取；btp-os的加入可以调节给体和主体受体之间的相容性，从而改善共混膜的多尺度形貌；同时btp-os的加入可以有效降低器件的能量无序和非辐射能量损失，从而降低电压损失；最后，btp-os的加入使基于pm6:l8-bo体系的三元有机太阳能电池的能量转化效率得到了提高。
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1.基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述三元有机太阳能电池正向器件的结构层次由下至上依次为透明导电玻璃基底，空穴传输层，三元有机活性层，电子传输层，金属Ag电极；
2.根据权利要求1所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述的三元太阳能电池正向器件的结构层次自下而上依次是ITO玻璃片，PEDOT:PSS空穴传输层，三元有机活性层，PNDIT-F3N电子传输层，金属Ag阴极。
3.根据权利要求1所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述三元有机活性层为本体异质结型PM6:L8-BO:BTP-OS。
4.根据权利要求2所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述三元有机活性层中PM6:L8-BO:BTP-OS的质量比为1:(0～1.2)：(0～1.2)。
5.根据权利要求1所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述S2
7.根据权利要求5所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，本体异质结活性层材料浓度为14～16mg/mL，本体异质结活性层的旋涂速度为2500～3500rpm/min。
8.根据权利要求5所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述S4步骤中，PNDIT-F3N的浓度为0.3～0.8mg/mL，旋涂速度为1500～2500rpm/min，旋涂时间为40s。
...【技术特征摘要】
1.基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述三元有机太阳能电池正向器件的结构层次由下至上依次为透明导电玻璃基底，空穴传输层，三元有机活性层，电子传输层，金属ag电极；
2.根据权利要求1所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述的三元太阳能电池正向器件的结构层次自下而上依次是ito玻璃片，pedot:pss空穴传输层，三元有机活性层，pndit-f3n电子传输层，金属ag阴极。
3.根据权利要求1所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述三元有机活性层为本体异质结型pm6:l8-bo:btp-os。
4.根据权利要求2所述的基于非对称受体分子的三元有机太阳能电池，其特征在于：所述三元有机活性层中pm6:l8-bo:btp-os的质量比为1:(0～1.2)：(0～1.2)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔永杰，柴照涵，李彦霖，李文琴，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：
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