厚度為30-50nm，所述電子傳輸層(7)的厚度為5-10nm，所述電極陰極層(8)的厚度為.80-100nm.3.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述激子阻擋層(4)材料采用藍色熒光材料、綠色熒光材料、藍色磷光材料和綠色磷光材料中的任意一種材料或任意幾種材料，所述藍色熒光材料采用深藍染料 5-(4-(4，6-diphenyl-1，3，5-triazin_2-yl)phenyl)-10，10-dipheny1-5,10-dihydrodibenzo[b，e][I，4]azasiline (DTPDDA)、4，4，_Bis(2，2-diphenylvinyl)-1，I，-biphenyl (DPVBi)、diphenyl_(4_{2_[4_(2-pyridin-4-yl_vinyl)-phenyl]-vinyl}-phenyl)-amine(DPVPA)、2，7~bis[2-(4-tert-butyIphenyl) pyrimidine-5-yl]-9，9’-spirobifluorene(TBPSF)、5，10，15_tribenzyl-5H_di indo1 [3，2_a:3 ’，2 ’ _c]-carbazole(TBDI)、N，N’-diphenyl_N，N’_bis(1-naphthyl phenyl)-1，I’- biphenyl-4，.4’-diamine (<-NPD)、N，N’-diphenyl-N，N’-bis(1-naphthyl)-1，I’-bipheny 1-4，4’-diamine(NPB)、4，4’-bis-9-carbozyl biphenyl (CBP)、4，4’_bis[(N-carbazole)styryl]biphenyl (BSB-Cz)、2，4-bis{3-(9H-carbazol-9-yl)-9H-carbazol-9-yl}_6-phen yl-1，3，5_triazine (CC2TA)中的任意一種材料或任意幾種材料，所述綠色焚光材料米用rhodamine 6G (R6G)、2，3,6,7-tetrahydro-l，I，7,7-tetramethy1-1H,5H, IΙΗ-ΙΟ-(2-benzothiazolyl) quinolizino_[9，9a，lgh] coumarin (C545T)、(4s，6s)_2，4，5，6_tetra(9H-carbazol-9-y I)isophthalonitrile (4CzIPN)中的任意一種材料或任意幾種材料，所述藍色磷光材料米用 iridium bi s (4，6-dif 1roPheny 1-pyridinato-N，C，)picolinate (Firpic)、iridium (ΠΙ)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)tetrakis(1-pyraZolyI)borate (Fir6)、Iridium(IH)bis(4，6- difluoropheny1-pyridinato)-5-(pyridine-2-yl)-lH-tetrazolate) (FirM)中的任意一種材料或任意幾種材料;所述綠色磷光材料米用fac-tris(2-phenylpyridine) iridium (Ir(ppy)3)、bis(2_phenylpyridine)iridium(acet yl-acetonate) ((ppy)2lr(acac))、tris[3，6_bis(phenyl)-pyridazinato-Ni,C2? ] iridium (Ir(BPPya)3)中的任意一種材料或任意幾種材料。4.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述襯底層(I)的材料為剛性玻璃材料、透明聚合物柔性材料或生物可降解的柔性材料中的任意一種材料或任意幾種的復合材料，其中所述透明聚合物柔性材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、聚酰樹脂和聚丙烯酸中的任意一種材料或任意幾種材料。5.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述透明導電陽極(2)的材料為氧化銦錫(ITO)、導電聚合物poly(3,4-ethy lened1xyth1 phene): po Iy (styrenesulfonate) (PEDOT: PSS)、石墨稀(graphene)、碳納米管(carbon nanotube)、金屬單質、金屬單質納米線、金屬合金納米線、金屬異質結納米線中的任意一種材料或任意幾種材料。6.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述空穴注入層(3)的材料為MoO3、V2O5、Ni02、W03中的任意一種材料或任意幾種材料。7.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述給體層(5 )的材料為窄帶系給體材料中的b ο r ο ηsubphthalocyanine chloride (SubPc)、copper phtha1cyanine (CuPc)、chloroaluminium phthalocyanine (ClAlPc)、zinc phthalocyanine (ZnPc)、rubrene、tetraphenyldibenzoperiflanthene (DBP)、bis[2-(4_tertbutylphenyl)benzothiazolato-N，C2’]iridium(acetylacetonate)(t_bt)2Ir(acac)4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H_pyran(DCJTB)中的任意一種材料或任意幾種材料。8.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述受體層(6)材料為富勒烯或富勒烯衍生物材料中的C6Q、C7Q、[6，6]-phenyl C71 butyric acid methyl ester (PC71BM)、[6，6]-phenyl C61 butyricacid methyl ester (PC61BM)Nindene~C60 bisadduct (IGBA)、poIy(9,9_d1ctylfluorene-co- benzothiadiazole (F8BT)中的任意一種材料或任意幾種材料。9.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述電子傳輸層(7)的材料為石墨烯、碳納米管、ZnO、Cs2⑶3、2，2’，.2，，-(1，3，5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-l-H-benzimidazole) (TPBi)、bathocuproine(BCP)、lithium Fluoride (LiF)、tris-(8_hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3)、其他噁二唑類化合物、喹喔啉類化合物、含氰基的聚合物、其他含氮雜環化合物、有機硅材料、全氟化材料和有機硼材料中的任意一種材料或任意幾種材料。10.根據權利要求1或2所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池，其特征在于:所述電極陰極層(8)為Al、Ag、鎂銀合金和鋰鋁合金中的任意一種材料或任意幾種材料。11.一種權利要求1所述具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: .1)對透明襯底及透明導電陽極所組成的基板進行清洗，清洗后用干燥氮氣吹干； .2)采用旋轉涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用空穴注入層材料，在所述步驟I)中的透明導電陽極表面上制備空穴注入層； .3)采用旋轉涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用空穴傳輸材料，在所述步驟2)中制備的空穴注入層表面上再制備激子阻擋層；. 4)采用旋轉涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用有機電子給體層材料，在所述步驟3)中制備的激子阻擋層表面上再制備給體層；. 5)采用旋轉涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用電子受體層材料，在所述步驟4)中制備的給體層表面上再制備受體層；. 6)采用旋轉涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用電子傳輸層材料，在所述步驟5)中制備的受體層表面上再制備電子傳輸層；. 7)進行掩模板更換，在所述步驟6)中制備的電子傳輸層表面再蒸鍍陰極材料，形成電極陰極層，從而制成有機太陽能電池的各功能層。
【專利摘要】本發明公開了一種具有激子阻擋及太陽光增敏的一體式空穴傳輸層的有機太陽能電池及其制備方法，本器件包括襯底、透明電極、空穴注入層、激子阻擋層、給體層、受體層、電子傳輸層和電極陰極。該器件的特征之處在于激子阻擋層，通過材料匹配，此激子阻擋層既能實現電子在陽極端的有效阻擋，降低光伏電池的暗電流成分和電子泄漏電流；又能吸收太陽光中紫外線發射純藍或天藍光，增強了后續有機太陽能電池活性層的入射光子數量。提高光生電流以改進光伏電池的功率轉換效率。本發明公開的器件在無其他額外光學設計及復雜工藝的情況下，用一種簡單的方法同時實現了激子阻擋和太陽光增強的雙重功效。制備工藝簡單、設備要求低、適合量產。
【IPC分類】H01L51/48, H01L51/42, H01L51/44
【公開號】CN105655491
【申請號】
【發明人】鄭燕瓊, 張靜, 楊芳, 魏斌, 濮文虹
【申請人】上海大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月29日