本发明属于有机太阳能电池测试，特别涉及一种基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法。
背景技术：
1、高性能有机太阳能电池(oscs)通常包括宽带隙聚合物给体和低带隙非富勒烯受体(nfas)。因此，可能发生从给体到受体的荧光共振能量转移(fret)和从受体到给体的空穴转移，并直接影响器件的性能。
2、为了确定oscs中的fret和空穴转移，经常使用时间分辨光致发光(trpl)和瞬态吸收(ta)等测量方法。在低带隙nfa-bhjs中，通过ta测量，超快的给体到受体的fret先于空穴从受体转移到给体，并且通过该方法也证明了从给体到受主的fret。除了用于确认fret的ta测量外，还可以通过trpl证明fret。类似地，通过ta和trpl测量确定了从受体到给体的空穴转移。然而，超快光谱学的测量和分析是复杂的，只有少数具有光谱学背景的群体能够获得如此先进的技术。而且这些超快光谱的测量和分析都集中在光学薄膜上，缺乏在光伏电池上的直接证据。研究一种可行而实用的探测能量转移和空穴转移的方法，能够简单有效的测试给体与受体之间的能量转移和空穴转移，对于高性能有机太阳能电池的探索和研究具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，采用更为简单有效的方式测试能量转移和空穴转移，通过设计新的结构将光学和电学特性相结合，为研究有机太阳能电池中的物理过程提供了一种可行而有效的方法。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，包括：制备串联薄膜结构，所述串联薄膜结构从上自下依次由受体层、电子阻挡层i和给体层构成，所述电子阻挡层i的厚度为2～10nm，用于抑制电子转移，从而允许从给体到受体的fret以及从受体到给体的空穴转移；
3、测试所述串联薄膜结构在不同温度下的荧光特性，通过荧光强度、荧光峰位随温度的变化来探测给体与受体之间的能量转移和空穴转移；
4、制备串联器件结构，所述串联器件结构从上自下依次由电极、电子传输层、受体层、电子阻挡层ⅱ、给体层、空穴传输层、阳极；
5、测试所述串联器件结构在电子阻挡层ⅱ的不同厚度下器件性能的变化。
6、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述制备串联薄膜结构包括以下步骤：
7、a1.将给体材料旋涂在透明玻璃片上，得到给体层；
8、a2.采用真空蒸镀或旋涂的方式将电子阻挡层i材料蒸镀在步骤a1得到的给体层表面，得到电子阻挡层i；通过真空蒸镀的方式能够有效控制电子阻挡层i的厚度；电子阻挡层i用于阻断从给体到受体的电子转移；
9、a3.将受体材料旋涂在步骤a2得到的电子阻挡层i表面得到受体层，制备得到串联薄膜结构。
10、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，测试所述串联薄膜结构在298k～100k下的荧光特性具体为：通过液氮对串联薄膜结构样品从298k降温到100k，每隔20k采集一次样品的荧光光谱。
11、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述电子阻挡层i材料为moo3、cr2o3或v2o5。
12、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述电子阻挡层i的厚度为3nm。
13、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，测试所述串联器件结构在不同厚度电子阻挡层ⅱ下器件性能的变化具体为：通过长通或短通滤光片分别选择性激发给体、受体，测试eqe与j-v曲线，探测fret和空穴转移对器件电流与效率的影响。
14、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述电子阻挡层ii的厚度为2～10nm。
15、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述制备串联光伏器件包括以下步骤：
16、b1.在阳极基底上旋涂制备空穴传输层；
17、b2.将给体材料旋涂在步骤b1得到的空穴传输层表面得到给体层；
18、b3.将电子阻挡层ii材料旋涂在步骤b2得到的给体层表面得到电子阻挡层ii；
19、b4.将受体材料旋涂在步骤b3得到的电子阻挡层ii表面得到受体层；
20、b5.将电子传输材料旋涂在步骤b4得到的受体层表面得到电子传输层；
21、b6.蒸镀电极，完成串联光伏器件的制备。
22、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述电子阻挡层ii材料为pedot:pss、ws2或mos2。
23、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述阳极基底为ito基底，所述电极为银电极。
24、优选的，上述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法中，所述eqe采用qe-r设备测量，j-v测量通过太阳光模拟器测试得到。
25、与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
26、本发明的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，设计新的结构将光学和电学特性相结合，能够更为简单有效地测试能量转移和空穴转移，可以进行除超快光谱之外的易于获取的测量。在串联薄膜结构测试中，运用依赖荧光光谱随温度的变化探测给体到受体的fret以及受体到给体的空穴转移。同时通过设计串联光伏结构，运用长通/短通滤光片选择性的激发给受体，更为直观的探测到了fret和空穴转移对光伏电池效率的影响，而不是仅仅在薄膜中观察到。
1.一种基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，包括：制备串联薄膜结构，所述串联薄膜结构从上自下依次由受体层、电子阻挡层i和给体层构成，所述电子阻挡层i的厚度为2～10nm，用于抑制电子转移；
2.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述制备串联薄膜结构包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，测试所述串联薄膜结构在不同温度下的荧光特性具体为：通过液氮对串联薄膜结构样品从298k降温到100k，每隔20k采集一次样品的荧光光谱。
4.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述电子阻挡层i材料为moo3、cr2o3或v2o5。
5.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述电子阻挡层i的厚度为3nm。
6.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，测试所述串联器件结构在不同厚度电子阻挡层ⅱ下器件性能的变化具体为：通过长通或短通滤光片分别选择性激发给体、受体，测试eqe与j-v曲线，探测fret和空穴转移对器件电流与效率的影响。
7.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述电子阻挡层ii的厚度为2～10nm。
8.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述制备串联光伏器件包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述电子阻挡层ii材料为pedot:pss、ws2或mos2。
10.根据权利要求8所述的基于串联结构探测能量转移和空穴转移的方法，其特征在于，所述阳极基底为ito基底，所述电极为银电极。