一种有机太阳能电池及其制备方法与流程

本申请属于材料，尤其涉及一种有机太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、有机太阳能电池具有密度低、柔性可折叠、成本低以及可溶液加工等特质，具有广泛的研究和应用价值。它通常由透明电极、空穴传输层、活性层、电子传输层和阴极金属电极构成。其中，透明电极和空穴传输层已经实现稳定的商业化。但在有机太阳电池领域，阴极界面的普适性、经济性、加工性以及稳定性尚未受到关注，解决这些问题可以加速有机太阳电池产业化进程。

2、现有的功能化苝二亚胺分子系列小分子容易聚集，影响器件光电转化效率及长期稳定性。而聚合物界面是潜在的更好的选择，但聚合物界面的合成工艺难度较大，大面积商业化成本较高。

3、由此可见，现有的有机太阳能电池存在光电转化效率低、稳定性差，且不利于大面积规划化生产的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种有机太阳能电池，旨在解决现有的有机太阳能电池存在光电转化效率低、稳定性差，且不利于大面积规划化生产的问题。

2、本申请实施例是这样实现的，一种有机太阳能电池，所述有机太阳能电池自下而上依次包括电极材料、空穴传输层、活性层、阴极界面层以及阴极金属电极；

3、其中，所述阴极界面层的阴极界面材料包括pdinn以及pndit-f3n-br。

4、本申请实施例的另一目的在于一种有机太阳能电池的制备方法，包括：

5、利用甲醇溶剂溶解阴极界面材料，得到阴极界面层溶液，所述阴极界面材料包括pdinn以及pndit-f3n-br；

6、依次将空穴传输层溶液、活性层溶液以及所述阴极界面层溶液旋涂于电极材料上，经真空蒸镀阴极金属电极，得有机太阳能电池。

7、本申请实施例通过将pdinn和pndit-f3n-br按特定配比共混制备阴极界面溶液，降低小分子材料在溶液中的聚集现象，提升小分子阴极界面材料溶液的稳定性、成膜的质量及有机太阳能电池的长期稳定性，具有更高的光电转化效率，且降低阴极界面成本，解决聚合物界面材料成本高的问题，同时，提升制备大面积阴极界面成膜性以及商业化适用性。

技术特征：

1.一种有机太阳能电池，其特征在于，所述有机太阳能电池自下而上依次包括电极材料、空穴传输层、活性层、阴极界面层以及阴极金属电极；

2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述阴极界面层的阴极界面材料是由质量比例为9:1的pdinn与pndit-f3n-br组成。

3.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述活性层包括给体材料和受体材料；所述给体材料为pm6；所述受体材料为y6、l8-bo、btp-ec9中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述给体材料为pm6；受体材料为l8-bo、btp-ec9中的一种。

5.一种有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述阴极界面材料是由质量比例为9:1的pdinn与pndit-f3n-br组成。

7.根据权利要求5所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述活性层溶液是通过将给体材料和受体材料溶于氯仿溶液中，并加入氯萘添加剂进行混合得到。

8.根据权利要求7所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述给体材料为pm6；所述受体材料为y6、l8-bo、btp-ec9中的一种或几种。

9.根据权利要求7或8所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述给体材料为pm6；受体材料为l8-bo、btp-ec9中的一种。

10.根据权利要求5所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述阴极界面层溶液的浓度为1-3mg/ml；所述活性层溶液的浓度为10-20mg/ml。

技术总结
本申请适用于材料技术领域，提供了一种有机太阳能电池及其制备方法，所述有机太阳能电池自下而上依次包括电极材料、空穴传输层、活性层、阴极界面层以及阴极金属电极；其中，所述阴极界面层的阴极界面材料包括PDINN以及PNDIT‑F3N‑Br。本申请通过将PDINN和PNDIT‑F3N‑Br按特定配比共混制备阴极界面溶液，降低小分子材料在溶液中的聚集现象，提升小分子阴极界面材料溶液的稳定性、成膜的质量及有机太阳能电池的长期稳定性，具有更高的光电转化效率，且降低阴极界面成本，解决聚合物界面材料成本高的问题，同时，提升制备大面积阴极界面成膜性以及商业化适用性。

技术研发人员：李庆端,朱红芳,王强,潘泽雄,朱毅,朱婕
受保护的技术使用者：广东聚石科技研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15