本发明专利技术公开了一种倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层，包括给体材料、受体材料，所述给体材料由第一给体材料和第二给体材料组成；所述第一给体材料的空穴迁移率大于10-4cm2V-1s-1；所述第二给体材料迁移率大于10-5cm2V-1s-1；所述第二给体材料的聚集或结晶能力弱于第一给体材料，成膜能力不低于第一给体材料；所述第一给体材料和第二给体材料的摩尔比例为95:5～70:30。本发明专利技术在不使用添加剂及溶剂退火的情况下，可以有效调控活性层形貌，有利于在倒装有机光伏电池的实际应用，并有利于提高活性层及倒装OPV器件的热稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件，特别设及应用 于。
技术介绍
本体异质结有机光伏电池，即将给体、受体材料共混形成具有纳米尺寸相分离的 互穿网络结构。相比于平面异质结有机光伏电池，此类结构的电池更加有效地进行电荷分 离和传输。控制给、受体材料共混层的形貌，形成合适的相分离尺寸，是获得高效率有机光 伏电池的关键。 另一方面，为了得到高效率有机光伏电池，一般要求给体、受体材料，具有较高的 空穴、电子迁移率，宽谱带吸收，W及合适的最高占有分子轨道（HOMO)、最低未占分子轨道 (LUMO)能级等。 然而，高迁移率有机给体、受体材料，通常特别容易聚集或结晶。为了得到高光电 转换效率，在有机光伏器件活性层中，渗杂高沸点溶剂添加剂，例如，1，8-二舰辛烧值10)， 或进行溶剂蒸汽退火，是调控活性层形貌的常用手段。然而，溶剂退火时间需要较为精确的 控制，添加剂的渗杂量需严格控制并且较低（一般小于3% )，因此，为有机光伏电池器件的 制备带来了不便。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种倒置结构的溶 液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层，具有形貌易调节、避免使用高沸点溶剂 添加剂或溶剂蒸气退火，拓宽光谱吸收范围，保持高空穴迁移率，并保持良好的器件热稳定 性等优点。 本专利技术的另一目的在于提供上述倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光 伏器件的活性层的应用。本专利技术的目的通过W下技术方案实现： 倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层，包括给体材料、 受体材料，所述给体材料由第一给体材料和第二给体材料组成；所述第一给体材料的空穴 迁移率大于10 4cm2yIs1;所述第二给体材料迁移率大于10 5cm2yIs1;所述第二给体材料的 聚集或结晶能力弱于第一给体材料，成膜能力不低于第一给体材料；所述第一给体材料和 第二给体材料的摩尔比例为95:5~70:30。 所述第二给体材料为非晶态的给体材料。 所述给体材料、受体材料的摩尔比例为1 : (0. 67~1. 5)。 所述第一给体材料和第二给体材料均为含有刚性的稠环芳控，为W下结构单元的 一种： 其中，Ri~R7为碳数为I~18的烷基链，RS~R9为H，或者碳数为I~18的烷基 链，m、n的取值范围为2~5。 所述第一给体材料的结构如下： 所述第二给体材料的结构如下： 所述第一给体材料的结构如下：12 所述第二给体材料的结构如下： 2 所述第一给体材料的结构如下： 所述第二给体材料的结构如下： 阳0巧] 所述的倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层的应用，用 于制备倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件。 所述溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件包括有机光电探测器、有机光导或 蒸锻型本体异质结有机小分子光伏电池。 与现有技术相比，本专利技术具有W下优点和有益效果： (1)本专利技术的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层容易加工制备， 适合于实际应用。 (2)采用本专利技术的活性层的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件，可拓宽光 谱吸收范围，并保持高空穴迁移率。 (3)本专利技术的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层，在不使用添加 剂及溶剂退火的情况下，可W有效调控活性层形貌，有利于在倒装器件有机光伏电池的实 际应用。 (4)本专利技术的活性层及其倒装有机光伏器件，具有高热稳定性。【附图说明】 图1为本专利技术的实施例的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层的 吸收谱图。 图2a、2b、2c为本专利技术的实施例的倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光 伏器件的活性层的空穴迁移率数据。 图3a、3b、3c为本专利技术的实施例的倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光 伏器件的活性层的AFM图。 图4a、4b、4c为本专利技术的实施例的倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光 伏电池的电流密度-电压曲线。【具体实施方式】 下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。 阳0測实施例1 本实施例的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层，包括给体材 料、受体材料，所述给体材料由第一给体材料和第二给体材料组成；其中第一给体材料为 DPPEZnP-T肥；第二给体材料为DPP灯BRi)2,DPP灯FNa)2或DPP(FNN-A)2。 给体材料的结构式如下： 对本实施例的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层进行吸收光谱 测试、空穴迁移率测试、AFM测试及电流密度-电压测试，具体如下： W43] 1、对本实施例的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层 值PPEZnP-T肥:DPP灯B化)2)及仅含一种给体材料值PPEZnP-T肥）、仅含一种给体材料 值PPUB化)2)的活性层进行吸收光谱测，具体结果见图1。由图可知，向DPPE化P-T肥中渗 杂DPP灯8化)2后，625-675nm范围的光谱一定程度上获得增强，表明吸收光谱确实被拓宽。 W44] 2、对本实施例的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层 值PPEZnP-T肥:DPP灯B化)2)及仅含一种给体材料值PPEZnP-T肥）、仅含一种给体材料 值PP(TB化)2)的活性层进行空穴迁移率测试： 首先将电阻为ISQsquare-I的氧化铜锡（ITO)导电玻璃片依次经去离子水、丙 酬、洗涂剂、去离子水和异丙醇通过超声清洗，每步各20min。在上述处理过的ITO玻璃基 片上，旋涂一层阳D0T:PSS@a}rtronP4083,购于BayerAG)薄膜，厚度约为40nm，120°C干 燥 20min。然后，在阳DOT:PSS表面旋涂DP阳SiP-T肥，DPPEZnP-T肥：DPP灯8化）2(4:In:n)， 或者DPPUB化)2的氯仿溶液，总浓度为20mgmL-1，转速为1500巧m，100°C退火lOmin，厚度 约为140皿。在巧X10 4Pa的真空下，将蒸锻Mo〇3(蒸锻速率为化lA/s)，厚度为8皿。最 后，在巧X10 4Pa的真空下，蒸锻金属A1。器件的有效面积为0. 16cm2。除阳DOT:PSS薄膜 的制备过程是在大气环境中完成的，其余所有环节均在氮气气氛的手套箱内完成。 具体器件结构如下：器件I:IT0/P邸OT:PSS/DPPEZnP-T肥：DPP灯BRi)2/M0O3/AI器件II:IT0/P邸OT:PSS/DPPEZnP-T肥/M0O3/AI器件III:口0/阳DOT:PSS/DPP灯BRi)2/M0O3/AI 具体测试结果见图2a~图2c，根据空间电荷限制电流法（S化C)，从电流密度-电 压曲线计算出未共混前的两种薄膜值PPEZnP-T肥和DPPUB化)2)的空穴迁移率分别为 1. 77*10 3畑八Is1和1. 08*10 4畑八Is1，而共混薄膜的空穴迁移率为9. 44*10 4cm2vIs1，表 明渗杂第二种给体后共混体系的空穴迁移率未明显降低。 W51] 3、对本实施例的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层 值当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
倒置结构的溶液加工本体异质结有机小分子光伏器件的活性层，包括给体材料、受体材料，其特征在于，所述给体材料由第一给体材料和第二给体材料组成；所述第一给体材料的空穴迁移率大于10‑4cm2V‑1s‑1；所述第二给体材料迁移率大于10‑5cm2V‑1s‑1；所述第二给体材料的聚集或结晶能力弱于第一给体材料，成膜能力不低于第一给体材料；所述第一给体材料和第二给体材料的摩尔比例为95:5～70:30。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭辉，谭婉怡，高柯，彭小彬，彭俊彪，曹镛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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