一种有机光电池制造技术

本发明专利技术公开了一种有机光电池，包括至少一个反式单层元件，所述反式单层元件包括第一电极、第二电极以及位于二者之间的电子传递层、光活性层和电洞传递层，其中所述第一电极和第二电极中至少一个具有光学透明性；所述第一电极为银金属电极，所述第二电极为ITO电极。所述光活性层由PV2000材料制备而成。反式单层元件热稳定性可达110℃以上，于80℃/65％RH大气测试环境下，无明显劣化现象发生；模拟光源元件稳定性测试大于20000小时，相当于七年使用寿命。即该电池在光电转换效率、制程加工性、制程可靠性及操作稳定性上较传统的电池获得了显著的提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏电池
，具体地是涉及一种有机光电池。
技术介绍
有机太阳能电池是20世纪90年代发展起来的新型太阳能电池，它是以有机半导体作为实现光电转换的活性材料。与无机太阳能电池相比，它具有成本低、厚度薄、质量轻、制造工艺简单、可做成大面积柔性器件等优点，具有广阔的发展和应用前景，已成为当今新材料和新能源领域最富活力和生机的研究前沿之一。有机太阳能电池是成分全部或部分为有机物的太阳能电池，他们使用了导电聚合物或小分子用于光的吸收和电荷转移。有机物的大量制备、相对价格低廉，柔软等性质使其在光伏应用方面很有前途。通过改变聚合物等分子的长度和官能团可以改变有机分子的能隙，有机物的摩尔消光系数很高，使得少量的有机物就可以吸收大量的光。但是相对于无机太阳能电池，有机太阳能电池的主要缺点是较低的能量转换效率，稳定性差。因此，本专利技术的专利技术人亟需构思一种新技术以改善其问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种有机光电池，其可以具有较高的能量转换效率和稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是:—种有机光电池，包括至少一个反式单层元件，所述反式单层元件包括第一电极、第二电极以及位于二者之间的电子传递层、光活性层和电洞传递层，其中所述第一电极和第二电极中至少一个具有光学透明性;所述第一电极为银金属电极，所述第二电极为ITO电极，所述光活性层由P型高分子半导体材料制备而成。优选地，所述光活性层由PV2000材料制备而成。优选地，所述光活性层由PV2000:PC60BM材料制备而成。优选地，所述光活性层由PV2000:PC70BM材料制备而成。优选地，还包括基板，所述反式单层元件设置在所述基板上。优选地，还包括阻水氧保护层，其设置在所述第一电极上。优选地，所述基板为PET软性塑料基板。优选地，所述第一电极和所述第二电极均具有光学透明性。优选地，所述反式单层元件的厚度在250-300nm之间。采用上述技术方案，本专利技术至少包括如下有益效果:本专利技术所述的有机光电池，反式单层元件热稳定性可达110°C以上，于80 0C/65 %RH大气测试环境下，无明显劣化现象发生;模拟光源元件稳定性测试大于20，000小时，相当于七年使用寿命。即该电池在光电转换效率、制程加工性、制程可靠性及操作稳定性上较传统的电池获得了显著的提升，也将促使有机薄膜光伏电池成为迎向绿色环保能源的新一扇窗。【附图说明】图1为本专利技术所述的有机光电池的结构示意图；图2为反式单层元件的热稳定性测试结果图；图3为反式单层元件于80°C/65%RH稳定性测试结果图；图4为反式单层元件的光浸泡老化测试结果图。其中:1.第一电极，2.第二电极，3.电子传递层，4.光活性层，5.电洞传递层。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，为符合本专利技术的一种有机光电池，包括至少一个反式单层元件，所述反式单层元件包括第一电极1、第二电极2以及位于二者之间的电子传递层3、光活性层4和电洞传递层5，其中所述第一电极I和第二电极2中至少一个具有光学透明性;所述第一电极I为银金属电极，所述第二电极2为ITO电极，所述光活性层4由P型高分子半导体材料制备而成。其基本原理在于:吸收光能后产生激子(电洞和电子对)，而后电洞和电子对分离，传送至相应的电极。优选地，所述光活性层4由PV2000材料制备而成。PV2000具有良好的大气制程稳定性，可采用各种湿式印刷制程技术，涂布在软性PET塑胶基材上，由于达成最佳性能表现的薄膜厚度可达到250-300nm，在溶液涂布制程上具有良好的均匀性控制及再现性。PV2000所制作的单层元件热稳定性可达110 °C以上，于80 °C /65 % RH大气测试环境下，无明显劣化现象发生;模拟光源(l，000W/m2)元件稳定性测试大于20，000小时，相当于七年使用寿命。以狭缝涂布方式所完成PV2000: PC70BM的元件模组(有效面积23.7cm2)，经美国Newport认证可达7.56%。由于在光电转换效率、制程加工性、制程可靠性及操作稳定性上获得显著的提升，PV2000无论在产品性能、价格及普遍应用性均可得到全方位的竞争优势，也将促使有机薄膜光伏电池成为迎向绿色环保能源的新一扇窗。PV2000是现有技术中的一种材料，该材料已经投放市场，如美商Polyera公司已经在销售该材料。优选地，还包括基板，所述反式单层元件设置在所述基板上。优选地，还包括阻水氧保护层，其设置在所述第一电极I上。优选地，所述基板为PET软性塑料基板。软性塑料基板的使用也使得电池整体的柔韧性更强，适合各种弯曲场合的需要。优选地，所述第一电极I和所述第二电极2均具有光学透明性。两面透光在保证光能充分吸收的前提下，对于一些光照需求较高的场合尤为适用。优选地，所述反式单层元件的厚度在250-300nm之间。为了提高光电转换效率，本实施例采用P型及N型有机半导体混掺方式，借以提高吸收光能量后所产生的激子(电子-电洞对)更容易扩散至界面形成电荷分离，来克服有机半导体电子-电洞对低生命期的问题。为了提高元件稳定性，主要以反式单层元件结构为主，以ITO为阴极，加上电子传递层3后，然后涂上光活性层4及电洞传递层5，最后再镀上较稳定的银金属作为阳极;相较于正型元件以钙金属或铝金属作为电极，反式元件具有更佳的元件寿命及效率稳定性。为了实现真正绿色环保，并且提高元件制作再现性，天光材料科技公司以低能隙P型高分子半导体材料技术为主体，开发出一系列新颖性P型高分子半导体材料，其中PV2000搭配PC60BM或PC70BM，即PV2000: PC60BM或PV2000: PC70BM材料(是现有技术中的已知材料，该材料已经投放市场，如美商PoIyera公司、德国Belectrie公司已经在销售和使用该材料)，采用不含氯溶剂所制作的反式单层元件，本实施例优选使用。其经美国Newport认证光电转换效率可达10.36%(Voc 0.81V、Jsc 17.lmA/cm2、FF 0.75)，可在大气下进行元件制作，墨水及基材均不需加热，可适用于旋转涂布(spin coating)，刮涂(blade coating)，狭缝涂布(slot die coating)等制程，因采用相对较厚的薄膜250-300nm，在薄膜制程控制上更具有可靠性及竞争力;特别是PV2000可使用的分子量分布范围特别宽广，且在材料合成制造上可采用连续式生产流程，所生产的材料及元件具备极佳再现性及稳定性，整体而言更具成本竞争性。在稳定性方面，图2系PV2000:PC60BM材料所制作的反式单层元件，使用加热板在空气中加热(湿度约60-70 %RH)，在目标温度下稳定5分钟后，在STC I sun光照条件下所收集的数据，由测试结果显示，所制作的反式元件可耐热达100°C以上。图3系PV2000:PC60BM所制作的反式元件于80°C/65%RH大气测试环境下，在STC I sun光照条件下所收集的数据，由测试结果显示，经10小后仍无明显的劣化现象发生。图4为PV2000:PC70BM所制作反式元件经上下玻璃封装后，在金属卤化物灯lOOmW/cm2连续照射下，所完成的光浸泡老化(light soaking)试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机光电池，其特征在于：包括至少一个反式单层元件，所述反式单层元件包括第一电极、第二电极以及位于二者之间的电子传递层、光活性层和电洞传递层，其中所述第一电极和第二电极中至少一个具有光学透明性；所述第一电极为银金属电极，所述第二电极为ITO电极，所述光活性层由P型高分子半导体材料制备而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张虹，陈旗，
申请(专利权)人：张虹，
类型：发明
国别省市：江苏;32