本发明专利技术属于有机太阳能电池领域，尤其涉及有机太阳能电池空穴传输层。一种有机太阳能电池空穴传输层所述的空穴传输层为阴离子型共轭聚合物与金属氧化物或盐共混组成。本发明专利技术所制备的醇溶液前驱体可以通过溶液加工方法来制备金属氧化物薄膜，使得操作更加简便，制作成本降低，提高生产效率。阴离子共轭聚合物的加入使得所制备的薄膜在不改变可见光透过率的前提下同时具有很好的均匀性，电荷高迁移率。所制备的太阳能电池具有明显的光电效应。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于有机太阳能电池领域，尤其涉及有机太阳能电池空穴传输层。一种有机太阳能电池空穴传输层所述的空穴传输层为阴离子型共轭聚合物与金属氧化物或盐共混组成。本专利技术所制备的醇溶液前驱体可以通过溶液加工方法来制备金属氧化物薄膜，使得操作更加简便，制作成本降低，提高生产效率。阴离子共轭聚合物的加入使得所制备的薄膜在不改变可见光透过率的前提下同时具有很好的均匀性，电荷高迁移率。所制备的太阳能电池具有明显的光电效应。【专利说明】
本专利技术属于有机太阳能电池领域，尤其涉及有机太阳能电池空穴传输层。
技术介绍
有机太阳能电池是当前光伏领域的研究热点之一，它是20世纪90年代发展起来的新型太阳能电池，它以有机半导体作为实现光电转换的活性材料。聚合物太阳能电池独特的“柔性”特点及太阳能电池具有成本低，高弹性，厚度薄以及制作工艺简单，且环境污染小等优点，使其具有很大的应用前景，而且国际学术界和产业界将太阳能电池作为新一代光伏技术大力投入研发。传统正向聚合物太阳能电池结构中，空穴传输层材料普遍选用PED0T:PSS水分散体，通过旋涂技术将PED0T:PSS分散体旋涂在透明电极上，但是PEDOT:PSS的酸性(酸性对一些电极如ITO及活性层具有一定的腐蚀作用)及吸水性质在很大程度上影响了电池器件效率及其寿命。因此为了获得高效，环境稳定性好的电池器件，研究者使用了锌、钒、钥、铯及钨的氧化物或碳酸盐作为电池的空穴传输层，除了可以提高器件的性能外，还能够大幅提闻电池的寿命。金属氧化物一般是通过真空蒸镀来形成一定厚度的空穴传输层，也有通过溶液旋涂法制备空穴传输层，溶液旋涂法较真空蒸镀法工艺简单，但关键问题是如何形成良好的连续的薄膜。Meyer J, Khalandovsky R, Gorrn P, et al.MoO3Films Spin - Coatedfrom a Nanoparticle Suspension for Efficient Hole -1njection in OrganicElectronics .Advanced Materials, 2011，23 (I): 70-73，介绍了将 MoO3 与聚合物分散剂Nanograde GmbH (Product N0.3007)混合，通过溶液处理方法制备了 MoO3空穴传输层，经过100°C退火和氧等离子体处理除掉聚合物分散剂后得到6eV左右的功函数，但是这种纳米颗粒的MoO3容易聚集且粗糙度较大(约25nm)。Ryan J W，Kirchartz Tj Viterisi A, etal.Understanding the Effect of Donor Layer Thickness and a MoO3Hole TransportLayer on the Open-Circuit Voltage in Squaraine/C60Bilayer Solar Cells.TheJournal of Physical Chemistry C，2013，介绍了以MoO3为空穴传输层的太阳能电池，通过真空蒸镀法制备了 MoO3并且获得了开路电压(Voc)为0.84V的太阳能电池，且形成的薄膜均匀，但是这种方法相比于溶液旋涂法来制备空穴传输层对实验设备要求较高，且操作时间长复杂。Girotto Cj Voroshazi Ej Cheyns Dj et al.Solution-processed MoO3thin filmsas a hole-1njection layer for organic solar cells.ACS applied materials&interfaces, 2011,3(9): 3244-3247，通过MoO3在双氧水中80°C条件下回流2h后，冷却至室温后得到清澈的黄色液体，并通过聚乙二醇调节其粘度和浓度，结果显示器件性能优越于通过真空蒸镀MoO3所制备的器件，在活性层为P3HT:PCBM条件下的Voc > IV，但是聚乙二醇的绝缘性会降低如03薄膜的导电性同时也会发生聚集和不连续的现象。Zilberberg K，TrostS，Schmidt H，et al.Solution processed vanadium pentoxide as charge extractionlayer for organic solar cells.Advanced Energy Materials，2011，I (3):377-381.通过溶液旋涂法成功制备了 V2O5薄膜的空穴传输层，且不需任何的后处理，但是V205的能带隙较低，只有2.3eV，容易导致活性层光吸收效率降低。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术中以过渡金属作为有机太阳能电池空穴传输层的真空蒸镀不均匀，操作复杂及导电性低的不足，提供一种有机太阳能电池空穴传输层的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为:一种有机太阳能电池空穴传输层，所述的空穴传输层为阴离子型共轭聚合物与金属氧化物或盐共混组成。进一步地，所述的阴离子型共轭聚合物(PFSO3H)分子结构式如下:【权利要求】1.一种有机太阳能电池空穴传输层，其特征在于:所述的空穴传输层为阴离子型共轭聚合物与金属氧化物或盐共混组成。2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池空穴传输层，其特征在于:所述的阴离子型共轭聚合物分子结构式如下: 3.根据权利要求1所述的有机太阳能电池空穴传输层，其特征在于:所述的金属氧化物或盐包括三氧化钥、三异丙基氧化钒、七钥酸铵或四钥酸铵其中一种。4.根据权利要求1所述的有机太阳能电池空穴传输层，其特征在于:所述的金属氧化物或盐与阴离子型共轭聚合物的质量比为20~3:1 ;所述的空穴传输层厚度为5~lOOnm。5.根据权利要求1所述的有机太阳能电池空穴传输层，其特征在于:所述的金属氧化物或盐与阴离子型共轭聚合物的质量比为3.3:1 ;所述的空穴传输层厚度为5nm。6.根据权利要求1~5任一项所述的有机太阳能电池空穴传输层的制备方法,其特征在于:步骤如下: (1)空穴传输层前驱体溶液制备:在室温条件下，将阴离子型共轭聚合物加到甲醇或异丙醇溶剂中，磁力搅拌5~lOmin，溶解，再加入金属氧化物或盐，滴入氨水，在35~40°C条件下搅拌至金属氧化物或盐完全溶解，即得到空穴传输层前驱体溶液； (2)空穴传输层制备:将上述溶液前驱体铺满在清洗干净的阳极的表面，旋涂甩干后退火，得到的空穴传输层。7.根据权利要求6所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于:步骤(1)所述的空穴传输层前驱体溶液中金属氧化物或盐浓度为0.1~0.005g/mL ;金属氧化物或盐与氨水的质量比为1:0.375~0.75，氨水浓度为25%~28%。8.根据权利要求6所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于:步骤(1)所述的空穴传输层前驱体溶液中金属氧化物或盐浓度为0.005g/mL ;金属氧化物或盐与氨水的质量比为1:0.7,氨水浓度为28%ο9.根据权利要求6所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述的旋涂分为两步，第一步转速为750r/min，时间为10s，第二步转速为3000~本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机太阳能电池空穴传输层，其特征在于：所述的空穴传输层为阴离子型共轭聚合物与金属氧化物或盐共混组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，高山，姚尧，任强，汪称意，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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