hyl ester (PC71BM)、[6，6]-phenyl C61 butyric acid methylester (PC61BM)、indene_C60 bisadduct (ICBA)、poly(9，9-d1ctylfluorene_co-benzothiadiazole (F8BT)中的任意一種材料或任意幾種材料。
[0015]上述電子傳輸層的材料優(yōu)選為石墨稀、碳納米管、Zn0、Cs2C03、2，2’, 2”-(1,3,5-benzinetriyI)-tris(1-phenyl-l-H-benzimidazole) (TPBi)、bathocuproine (BCP)、lithium Fluoride (LiF)、tris-(8_hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3)、其他Il惡二挫類(lèi)化合物、喹喔啉類(lèi)化合物、含氰基的聚合物、其他含氮雜環(huán)化合物、有機(jī)硅材料、全氟化材料和有機(jī)硼材料中的任意一種材料或任意幾種材料。
[0016]上述電極陰極層優(yōu)選為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。
[0017]—種本發(fā)明具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)對(duì)透明襯底及透明導(dǎo)電陽(yáng)極所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用干燥氮?dú)獯蹈桑?br> 2)采用旋轉(zhuǎn)涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用空穴注入層材料，在步驟I)中的透明導(dǎo)電陽(yáng)極表面上制備空穴注入層；
3)采用旋轉(zhuǎn)涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用空穴傳輸材料，在步驟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(zhuǎn)涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用有機(jī)電子給體層材料，在步驟3)中制備的激子阻擋層表面上再制備給體層；
5)采用旋轉(zhuǎn)涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用電子受體層材料，在步驟4)中制備的給體層表面上再制備受體層；
6)采用旋轉(zhuǎn)涂覆、印刷、噴涂或蒸鍍方式，并采用電子傳輸層材料，在步驟5)中制備的受體層表面上再制備電子傳輸層；
7)進(jìn)行掩模板更換，在步驟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(jī)太陽(yáng)能電池的各功能層。
[0018]本發(fā)明基于具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的制備方法是在器件的透明電極上，通過(guò)依次沉積空穴注入層、空穴傳輸層即激子阻擋層，然后在激子阻擋層上，通過(guò)真空蒸鍍、旋涂、或印刷法依次沉積給體層、受體層和電子傳輸層，最后在電子傳輸層上通過(guò)真空蒸鍍法沉積電極陰極。本發(fā)明在空穴注入層和給體材料之間插入一個(gè)寬帶隙的激子阻擋層能有效防止激子淬滅，降低光伏電池的暗電流成分和電子泄漏電流。另外激子阻擋層的加入有利于平衡空穴和電子的傳輸性能，使電子空穴更多被限制在活性層得到分離，從而增強(qiáng)光電流。另外通過(guò)合理選擇材料，沉積于太陽(yáng)光入射端的激子阻擋層能夠吸收紫外光產(chǎn)生可被給/受體材料吸收的可見(jiàn)光從而增加后續(xù)活性層的入射光子數(shù)量，這是一種簡(jiǎn)單有效的增敏太陽(yáng)光從而提高光生電流的方法。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
1.相對(duì)于傳統(tǒng)的具有單一空穴注入層的OPV結(jié)構(gòu)，本發(fā)明器件中的激子阻擋層同時(shí)具備阻擋電子、防止激子淬滅、降低暗電流成分及電子泄漏電流和發(fā)射藍(lán)光或綠光以增強(qiáng)入射太陽(yáng)光光子數(shù)量的作用；
2.本發(fā)明通過(guò)合理選擇激子阻擋層材料，使之能級(jí)與給體層匹配、發(fā)射光譜與給/受體層的吸收光譜匹配，而其本身的光吸收不影響活性層的吸收；
3.本發(fā)明制備的激子阻擋層厚度控制對(duì)整個(gè)器件的性能起著重要的作用，激子阻擋層的厚度最優(yōu)控制在5_20nm，太薄太厚均會(huì)降低器件短路電流和填充因子；
4.本發(fā)明器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，激子阻擋層厚度和成分能夠精確控制，可以得到穩(wěn)定的性能，因此有利于制備級(jí)聯(lián)OPV器件或量產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明各實(shí)施例有機(jī)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明各實(shí)施例的不同激子阻擋層NPB和BSB-Cz單膜的吸收系數(shù)特性曲線(xiàn)。
[0022]圖3為本發(fā)明各實(shí)施例的不同激子阻擋層NPB和BSB-Cz單膜的熒光光譜歸一化特性曲線(xiàn)。
[0023 ]圖4為本發(fā)明各實(shí)施例的給體DBP、SubPc和受體C6q單膜的吸收系數(shù)特性曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下:
實(shí)施例一:
在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，一種具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，從下到上依次由襯底層1、透明導(dǎo)電陽(yáng)極層2、空穴注入層3、激子阻擋層4、給體層5、受體層6、電子傳輸層7和電極陰極層8—共8層功能層結(jié)合組成，給體層5采用窄帶系具強(qiáng)吸收的有機(jī)太陽(yáng)能電池材料制成，受體層6采用富勒烯制成，激子阻擋層4的材料是寬帶隙的具紫外吸收而幾乎不吸收可見(jiàn)光的空穴傳輸材料，且激子阻擋層4的能級(jí)與給體層5的能級(jí)匹配。
[0025]在本實(shí)施例中，采用襯底層I及透明導(dǎo)電陽(yáng)極層2所組成的ITO基板，ITO基板厚度為150nm，即選擇透明的刻蝕成一定模板的ITO玻璃基板作為陽(yáng)極，依次用洗劑、丙酮、去離子水、異丙醇超聲清洗20分鐘，氮?dú)獯蹈?，UV/03處理15分鐘備用。通過(guò)真空蒸鍍的方法，在ITO玻璃基板上沉積MoO3制備厚度為5nm的空穴注入層3，然后沉積NPB制備厚度為5-10nm的激子阻擋層4，接下來(lái)沉積厚度為10-20nm的給體紅光染料DBP來(lái)制備給體層5，然后沉積厚度為30-50nm的C6Q來(lái)制備受體層6，再沉積厚度為5-10nm的電子傳輸層材料Bphen制備電子傳輸層7，最后更換掩模板以蒸鍍陰極金屬Al，制備厚度為SO-1OOnm的電極陰極層8。
[0026]本實(shí)施例的激子阻擋層NPB的吸收和發(fā)射光譜分別見(jiàn)圖2和圖3JI3B的吸收峰為348nm，發(fā)射峰為438nm。給體層DBP和受體層C6q的吸收光譜見(jiàn)圖4 JPB發(fā)射的藍(lán)光恰好在C60和DBP的吸收范圍，額外增強(qiáng)了太陽(yáng)光強(qiáng)度，且不影響給/受體本身對(duì)可見(jiàn)光的吸收。
[0027]本實(shí)施例制備了一種具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，該器件的特征之處在于激子阻擋層，通過(guò)材料匹配，此激子阻擋層既能實(shí)現(xiàn)電子在陽(yáng)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(yáng)光中紫外線(xiàn)發(fā)射純藍(lán)或天藍(lán)光，增強(qiáng)了后續(xù)有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層即給/受體層的入射光子數(shù)量。兩方面均能提高光生電流以改進(jìn)光伏電池的功率轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)施例OPV器件在無(wú)其他額外光學(xué)設(shè)計(jì)及復(fù)雜工藝的情況下，用一種簡(jiǎn)單的方法同時(shí)實(shí)現(xiàn)了激子阻擋和太陽(yáng)光增強(qiáng)的雙重功效。本實(shí)施例制備工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低、適合量產(chǎn)。
[0028]實(shí)施例二:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于:
在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，選擇透明的刻蝕成一定模板的ITO玻璃基板作為陽(yáng)極，ITO玻璃基板厚度為150nm。依次用洗劑、丙酮、去離子水、異丙醇超聲清洗20分鐘，氮?dú)獯蹈?，UV/O3處理15分鐘備用。通過(guò)真空蒸鍍的方法，在ITO玻璃基板上沉積空穴注入層MoO3,厚度為10nm，然后沉積激子阻擋層BSB-Cz，厚度控制在8-20nm，接下來(lái)沉積給體SubPc，厚度為7-20nm和受體層C6Q，厚度為30_50nm，再沉積電子傳輸層材料Bphen，厚度為5_10nm，然后更換掩模板以蒸鍍陰極金屬，蒸鍍金屬Al為陰極，厚度為I OOnm。
[0029]本實(shí)施例的激子阻擋層BSB-Cz的吸收和發(fā)射光譜分別見(jiàn)圖2和圖3ASB-Cz的吸收峰為370nm，發(fā)射峰為478nm。給體層SubPc和受體層C6q的吸收光譜見(jiàn)圖4 ASB-Cz發(fā)射的藍(lán)綠光恰好在SubPc和C6q的吸收范圍，額外增強(qiáng)了太陽(yáng)光強(qiáng)度，同時(shí)起到電子阻擋作用。
[0030]本實(shí)施例也通過(guò)材料匹配，同一空穴傳輸層能同時(shí)實(shí)現(xiàn)激子阻擋及增強(qiáng)后續(xù)給/受體層的入射光強(qiáng)度的功效。具有低成本，結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，并可在柔性基板上制備等特點(diǎn)。能夠在太陽(yáng)能發(fā)電方面獲得廣泛的應(yīng)用。
[0031]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池及其制備方法的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于:從下到上依次由襯底層(1)、透明導(dǎo)電陽(yáng)極層(2)、空穴注入層(3)、激子阻擋層(4)、給體層(5)、受體層(6)、電子傳輸層(7)和電極陰極層(8)結(jié)合組成，所述給體層(5)采用窄帶系具強(qiáng)吸收的有機(jī)太陽(yáng)能電池材料中的任意一種材料或任意幾種材料制成，所述受體層(6)采用富勒烯或富勒烯衍生物材料中的任意一種材料或任意幾種材料制成，所述激子阻擋層(4)的厚度為5-20mn，所述激子阻擋層(4)的材料是寬帶隙的具紫外吸收而幾乎不吸收可見(jiàn)光的空穴傳輸材料，且激子阻擋層(4)的能級(jí)與所述給體層(5)的能級(jí)匹配。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有激子阻擋及太陽(yáng)光增敏的一體式空穴傳輸層的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述透明襯底(I)及透明導(dǎo)電陽(yáng)極(2)所組成的基板的厚度為100-150nm，所述空穴注入層(3)的厚度為5-10nm，所述給體層(5)的厚度為10-25nm，所述受體層(6)的