一種富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料配方的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池，尤其是涉及一種富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物[PC71BM]電 子受體材料配方。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，新一代的太陽(yáng)能電池發(fā)展迅速，尤其是具有成本低、可制成柔性、可調(diào)控、 制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)的有機(jī)太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池的發(fā)展令人矚目。目前，有 機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)超過(guò)10%，而鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)化效率增長(zhǎng)的 速度更是迅猛，逼近商業(yè)化的硅電池，已經(jīng)超過(guò)15%能量轉(zhuǎn)化效率的鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池 具有廣闊的前景 [1，2]。
[0003] 富勒烯及其衍生物由于具有良好的電荷分離、傳輸能力，可調(diào)控的LUMO能級(jí)，良 好的溶解性和成膜性等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池、有 機(jī)光導(dǎo)體等光電子器件中，其中C6tl衍生物[6, 6]_苯基-碳61-丁酸甲酯[PC61BM]是應(yīng)用最 多的富勒烯電子受體材料，而與PC61BM相類(lèi)似的C7tl衍生物[6, 6]-苯基-碳71- 丁酸甲酯 [PC71BM]由于具備更好的吸光性、溶解性和成膜性，已被證明是更為出色的富勒烯電子受體 材料[3_ 8]。雖然許多工作已將PC71BM應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池中，但是 忽略了PC71BM異構(gòu)體之間的相互作用的影響，加上不同批次合成的PC71BM的異構(gòu)體相對(duì)含 量并不相同，導(dǎo)致所獲得的能量轉(zhuǎn)換效率時(shí)高時(shí)低，因此如何分配PC71BM的三種主要異構(gòu) 體在電子受體材料中的含量才能使得太陽(yáng)能電池獲得高的能量轉(zhuǎn)換效率也尚不知曉 [9〃°]。
[0004] 參考文獻(xiàn)：
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的在于為了解決使用PC71BM作為電子受體材料難以獲得穩(wěn)定高效的 能量轉(zhuǎn)化效率的問(wèn)題，提供能夠提高太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)化效率的一種。
[0016] 所述富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料的配方包括異構(gòu)體PC71BM-a、 PC71BM- 0 兩PC71BM- 0 2，異構(gòu)體PC71BM-a、PC71BM- 0 兩PC71BM- 0 2的分子結(jié)構(gòu)特征分別 為：
[0017]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料配方，其特征在于包括異構(gòu)體 PC71BM- a、PC71BM- β JP PC 71ΒΜ- β 2，異構(gòu)體 PC71BM- a、PC71BM- β JP PC 71ΒΜ- β 2的分子結(jié)構(gòu) 特征分別為：
所述異構(gòu)體PC71BM-Ci按質(zhì)量百分比占富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料總質(zhì) 量的70 %~95 %，異構(gòu)體PC71BM- β i按質(zhì)量百分比占富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體 材料總質(zhì)量的2. 5%~15%，異構(gòu)體PC71BM-^2按質(zhì)量百分比占富勒烯苯基丁酸甲酯衍生 物電子受體材料總質(zhì)量的2. 5%~15%。
2. 如權(quán)利要求1所述一種富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料配方，其特征在于 異構(gòu)體 PC71BM-Ci、PC71BM-0jPPC71BM-0^質(zhì)量百分比為 85%: 5%: 10%。
3. -種富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料在制備光伏器件中的應(yīng)用。
4. 如權(quán)利要求3所述應(yīng)用，其特征在于其應(yīng)用方法如下： 將異構(gòu)體PC71BM- a、PC71BM_ β JP PC 71ΒΜ- β 2按要求配比，或通過(guò)有機(jī)合成方法按照上 述比例制得PC71BM的異構(gòu)體混合物后，溶解于一氯代苯溶劑中，配制成總質(zhì)量濃度為30~ 40mg/mL的溶液，經(jīng)過(guò)40~50°C加熱攪拌30min處理、自然冷卻、靜置20min處理，在鈣鈦 礦基底表面上均勻鋪展后，經(jīng)過(guò)IOh以上的溶劑退火，形成厚度為60~90nm的電子受體固 體薄膜，在電子受體薄膜表面，通過(guò)真空熱蒸鍍的方法覆蓋一層厚度60nm以上的鋁、銀或 金電極，得到光伏器件。
【專(zhuān)利摘要】一種富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料配方，涉及太陽(yáng)能電池。所述富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料的配方包括異構(gòu)體PC71BM-α、PC71BM-β1和PC71BM-β2，所述異構(gòu)體PC71BM-α按質(zhì)量百分比占富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料總質(zhì)量的70％～95％，異構(gòu)體PC71BM-β1按質(zhì)量百分比占富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料總質(zhì)量的2.5％～15％，異構(gòu)體PC71BM-β2按質(zhì)量百分比占富勒烯苯基丁酸甲酯衍生物電子受體材料總質(zhì)量的2.5％～15％。具有極大改善電子受體成膜性的作用，對(duì)于提高鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池的效率有明顯效果，能夠獲得高達(dá)18％的能量轉(zhuǎn)化效率。
【IPC分類(lèi)】H01L51-44, H01L51-46, H01L51-42
【公開(kāi)號(hào)】CN104851979
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510277837
【發(fā)明人】謝素原, 戴思敏, 鄧林龍, 張欣, 李翔, 陳威伊, 田成波, 王鑫, 湛新星, 朱佩
【申請(qǐng)人】廈門(mén)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日