全聚物有机太阳能电池器件

本申请涉及太阳能电池，尤其涉及一种全聚物有机太阳能电池器件。

背景技术：

1、有机太阳能电池，是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料，因光伏效应而产生电压形成电流,实现太阳能发电的效果。

2、有机太阳能电池(oscs)具有生产成本低、柔性、颜色可调和半透明等优点。有机太阳能电池作为一种新型的第三代光伏技术，在未来能源领域具有广阔的应用前景。有机太阳能电池的竞争力主要取决于其成本、单位重量下的发电量和低能耗更环保的制备。

3、近年来，由于对高效光伏材料、器件优化和界面工程的深入研究，聚合物给体和非富勒烯小分子受体(smas)的体异质结(bhj)oscs也发展迅速。太阳能电池中活性层主要是结合了给体、受体制备而成。通过聚合物给体、小分子受体结合而成的体异质结(bhj)型有机太阳能电池，光电转换效率(pces)多次超过18％。虽然该种太阳能电池的光电转换效率高，但其也存在一些缺陷：较差的机械性能和光热状态下不够稳定等。

4、相比之下，由聚合物给体和聚合物受体组成的全聚合物有机太阳能电池(all-oscs)，则在继承了前者的优势外还具有更高的拉伸韧性、弯曲韧性，及潜在更高的光(或热)稳定性；这些性质赋予其更好的大规模生产前景，使all-oscs迅速成为该领域的新热门话题。截至目前，全聚合物有机太阳能电池的光电转化率已经达到16％左右，这也表明了这种类型的太阳能电池的巨大潜力。

5、目前，全聚合物有机太阳能电池领域大都使用氯仿作为活性层溶剂，而氯仿溶剂沸点低且氧化容易产生剧毒，不利于有机太阳能电池的大面积制备。

技术实现思路

1、为了解决或者部分解决上述问题，本申请提供了一种全聚物有机太阳能电池器件，包括依次层叠设置的基底、空穴传输层、活性层、电子传输层和电极层，其中，所述活性层的制备溶剂是高沸点的环保溶剂，所述活性层包括给体和受体，所述给体溶解于所述高沸点的环保溶剂中，所述受体与所述给体相配合以形成所述活性层。

2、上述方案所提供的一种全聚物有机太阳能电池器件中，活性层的溶剂为高沸点的环保溶剂，替代了沸点低、蒸气压低以及容易产生剧毒的氯仿溶剂，使该全聚物有机太阳能电池器件有了能够大面积制作可能。

3、作为本申请进一步的方案：所述给体包括宽带隙聚合物材料，所述受体包括窄带隙的聚合物。

4、作为本申请进一步的方案：所述给体包括pm6，所述受体包括pyf-t-o。

5、作为本申请进一步的方案：所述高沸点的环保溶剂包括甲苯溶液、邻二甲苯溶液，四氢呋喃溶液，三甲苯溶液中的一种。

6、作为本申请进一步的方案：所述基底包括沉积有导电材料的玻璃。

7、作为本申请进一步的方案：所述电子传输层表面设有导电膜，所述导电膜与所述透明导电材料氧化铟锡玻璃相接触形成正极。

8、作为本申请进一步的方案：所述导电膜包括pndit-f3n。

9、作为本申请进一步的方案：所述电极层包括银电极。

10、作为本申请进一步的方案：所述电极层上设有银膜以形成负极，所述银膜的厚度为90-110nm。

11、作为本申请进一步的方案：所述电极层上设有银膜以形成负极，所述银膜的厚度为100nm。

12、本申请提供了一种全聚物有机太阳能电池器件，包括依次连接的基底、空穴传输层、活性层、电子传输层、电极层，且活性层的溶剂为高沸点的环保溶剂，替代了沸点低、蒸气压低以及容易产生剧毒的氯仿溶剂，使该全聚物有机太阳能电池器件有了能够大面积制作可能。

13、此外，与传统的太阳能电池制备方法相比，本申请还提供了一种全聚物有机太阳能电池器件制备方法。该方法主要是通过两步法逐层制备活性层：将给体和受体溶液分开制备，在基底上先制备给体pm6的膜，再在pm6膜上制备受体pyf-t-o膜，从而形成活性层。这种制成活性层的方法，使得活性层垂直形貌更易被调控，并能够大大提高全聚物有机太阳能电池器件的光电转化效率。

技术特征：

1.一种全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，包括依次层叠设置的基底、空穴传输层、活性层、电子传输层和电极层；其中，所述活性层的制备溶剂为甲苯溶液、邻二甲苯溶液、四氢呋喃溶液以及三甲苯溶液中的任意一种环保溶剂，所述活性层是在由溶解于所述制备溶剂中的宽带隙聚合物材料形成的膜表面旋涂一层由窄带隙的聚合物形成的膜。

2.如权利要求1所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述活性层包括给体和受体；所述给体是在所述制备溶剂中溶解所述宽带隙聚合物材料形成的膜，所述受体是在所述给体表面旋涂一层由所述窄带隙的聚合物形成的膜。

3.如权利要求2所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述给体是在所述制备溶剂中溶解pm6形成的pm6膜，所述受体是在所述pm6膜表面旋涂一层pyf-t-o溶液形成的pyf-t-o膜。

4.如权利要求1-3任一项所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述基底包括沉积有透明导电材料氧化铟锡玻璃。

5.如权利要求4所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述电子传输层表面设有导电膜，所述导电膜与所述透明导电材料氧化铟锡玻璃相接触形成正极。

6.如权利要求5所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述导电膜包括pndit-f3n。

7.如权利要求1所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述电极层包括银电极。

8.如权利要求1所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述电极层上设有银膜以形成负极，所述银膜的厚度为90-110nm。

9.如权利要求1所述的全聚物有机太阳能电池器件，其特征在于，所述电极层上设有银膜以形成负极，所述银膜的厚度为100nm。

技术总结本申请涉及太阳能电池技术领域，提供了一种全聚物有机太阳能电池器件。其中，全聚物有机太阳能电池器件包括依次层叠设置的基底、空穴传输层、活性层、电子传输层和电极层；其中，所述活性层的制备溶剂包括高沸点的环保溶剂，所述活性层包括给体和受体，所述给体用于溶解于所述高沸点的环保溶剂中，所述受体与所述给体相配合以形成所述活性层。本申请所提供的一种全聚物有机太阳能电池器件中，活性层的溶剂为高沸点的环保溶剂，替代了沸点低、蒸气压低以及容易产生剧毒的氯仿溶剂，使该全聚物有机太阳能电池器件有了能够大面积制作可能。且活性层垂直形貌更易被调控，并能够大大提高全聚物有机太阳能电池器件的光电转化效率。技术研发人员：张光烨,赵超越,王丽红,李顺朴受保护的技术使用者：深圳技术大学技术研发日：20220419技术公布日：2024/7/18