本发明专利技术属于电池材料技术领域，通过采用非富勒烯聚合物、有机小分子和有机胶体粘结剂作为有机聚合物吸光层，其具有很好的吸光性能，有助于提高电池的光电转换效率，而且具有本质的柔性和可拉伸性，增加了电池的可弯曲次数和可拉伸次数；同时，底电极缓冲层的设置及材料的选择降低了其与高性能有机聚合物吸光层及空穴传输层之间的接触势垒，减小了串联电阻，提高了填充因子和电流密度，使能量转换效率得到了有效提高。实施例的结果显示，本发明专利技术提供的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池在拉伸度为50％的情况下达到了10％的光电转换效率。为50％的情况下达到了10％的光电转换效率。为50％的情况下达到了10％的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池及其制备方法
[0001]本专利技术涉及电池材料
，尤其涉及一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
[0002]有机太阳能电池由于其低成本、半透明性可以用在下一代半透明建筑的光伏系统中，如发电外墙、遮光幕布等。同时，有机太阳能电池还因具有柔性和可拉伸性等特点，在作为可拉伸电子器件的供能系统中展现出了很大的应用前途，例如为可穿戴电子器件、电子皮肤、可拉伸显示等提供能量。
[0003]目前的柔性可拉伸有机太阳能电池多是基于褶皱辅助或者弹簧状预应力而实现电池的柔性可拉伸。然而，基于褶皱辅助或者弹簧状预应力的柔性可拉伸太阳能电池在经过长时间的反复弯曲变形后容易出现死折导致电池性能衰减的问题。并且，基于褶皱辅助或者弹簧状预应力的柔性可拉伸太阳能电池一般是通过增加具有柔性的电池辅助材料或者在电池结构上进行较大幅度的调整实现电池的柔性可拉伸，这将会影响电池的光电转化效率。因此，提供一种可反复弯曲且光转化效率高的柔性可拉伸有机太阳能电池成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池及其制备方法，本专利技术提供的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池可反复弯曲且光转化效率高。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，包括从下到上依次设置的柔性基底、底电极缓冲层、底电极、空穴传输层、高性能有机聚合物吸光层、电子传输层和顶电极；所述空穴传输层与电子传输层的位置可以互换；
[0007]所述高性能有机聚合物吸光层的材质包括非富勒烯聚合物、有机小分子和非富勒烯聚合物与有机小分子制成的有机胶体粘结剂中的一种或几种；
[0008]所述底电极缓冲层和底电极的材质独立地包括金属、导电无机物、导电有机物、纳米结构的金属与导电有机物的复合物和金属氧化物中的一种或几种；所述底电极缓冲层和底电极的材质不同。
[0009]优选地，所述非富勒烯聚合物包括PTB7、PFTBT、PNDI、PM6和PM6衍生物中的一种或几种；所述有机小分子包括Y6、ITIC、IDIC、DBDTT和BDTTT中的一种或几种。
[0010]优选地，所述金属包括金和/或银；所述导电无机物包括石墨烯和/或碳纳米管；所述导电有机物包括聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸PEDOT/PSS和/或PFN；所述纳米结构的金属包括银纳米颗粒和/或银纳米线；所述金属氧化物包括ZnO、SnO2和Cr2O3中的一种或几种。
[0011]优选地，所述柔性基底的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚萘二甲酸乙二醇
酯PEN、聚醚砜PES、聚酰亚胺PI和聚二甲基硅氧烷PDMS中的一种或几种。
[0012]优选地，所述空穴传输层的材质包括聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸PEDOT/PSS和甲磺酸MSA的混合物、聚[双(4
‑
苯基)(2,4,6
‑
三甲基苯基)胺]PTTA和PFN中的一种或几种。
[0013]优选地，所述电子传输层的材质包括(6,6)
‑
苯基
‑
C61
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丁酸甲酯、(6,6)
‑
苯基
‑
C71
‑
丁酸甲酯、聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
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聚苯乙烯磺酸PEDOT/PSS、PFN、ZnO、SnO2和Cr2O3中的一种或几种。
[0014]优选地，所述顶电极的材质包括金、银、银和铜组成的金属网格、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。
[0015]优选地，所述柔性基底的厚度为20～50nm，底电极缓冲层的厚度为2～200nm，底电极的厚度为10～30nm，空穴传输层的厚度为20～40nm，高性能有机聚合物吸光层的厚度为60～100nm，电子传输层的厚度为20～40nm，顶电极的厚度为100～120nm。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)在柔性基底上依次沉积底电极缓冲层和底电极，得到第一复合体；
[0018](2)在所述步骤(1)得到的第一复合体的上表面涂覆空穴传输层前驱体溶液或电子传输层前驱体溶液，退火后得到表面为空穴传输层或电子传输层的第二复合体；
[0019](3)在所述步骤(2)得到的第二复合体的空穴传输层或电子传输层表面涂覆高性能有机聚合物吸光层前驱体溶液，退火后得到表面为高性能有机聚合物吸光层的第三复合体；
[0020](4)在所述步骤(3)得到的第三复合体的高性能有机聚合物吸光层表面涂覆电子传输层前驱体溶液或空穴传输层前驱体溶液，退火后得到表面为电子传输层或空穴传输层的第四复合体；
[0021](5)在所述步骤(4)得到的第四复合体的电子传输层或空穴传输层表面制备顶电极，得到柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池。
[0022]优选地，所述步骤(2)～步骤(4)中涂覆的方式独立地为旋涂、刮涂、刷涂或印刷。
[0023]本专利技术提供了一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，包括从下到上依次设置的柔性基底、底电极缓冲层、底电极、空穴传输层、高性能有机聚合物吸光层、电子传输层和顶电极；所述空穴传输层与电子传输层的位置可以互换；所述高性能有机聚合物吸光层的材质包括非富勒烯聚合物、有机小分子和非富勒烯聚合物与有机小分子制成的有机胶体粘结剂中的一种或几种；所述底电极缓冲层和底电极的材质独立地包括金属、导电无机物、导电有机物、纳米结构的金属与导电有机物的复合物和金属氧化物中的一种或几种；所述底电极缓冲层和底电极的材质不同。本专利技术通过采用非富勒烯聚合物、有机小分子和有机胶体粘结剂作为有机聚合物吸光层，其具有很好的吸光性能，有助于提高电池的光电转换效率，而且具有本质的柔性和可拉伸性，增加了电池的可弯曲次数和可拉伸次数；同时，底电极缓冲层的设置及材料的选择降低了其与高性能有机聚合物吸光层及空穴传输层之间的接触势垒，减小了串联电阻，提高了填充因子和电流密度，使能量转换效率得到了有效提高。实施例的结果显示，本专利技术提供的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池在拉伸度为50％的情况下达到了10％的光电转换效率。
附图说明
[0024]图1为本专利技术提供的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，包括从下到上依次设置的柔性基底、底电极缓冲层、底电极、空穴传输层、高性能有机聚合物吸光层、电子传输层和顶电极；所述空穴传输层与电子传输层的位置可以互换；
[0026]所述高性能有机聚合物吸光层的材质包括非富勒烯聚合物、有机小分子和非富勒烯聚合物与有机小分子制成的有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，包括从下到上依次设置的柔性基底、底电极缓冲层、底电极、空穴传输层、高性能有机聚合物吸光层、电子传输层和顶电极；所述空穴传输层与电子传输层的位置可以互换；所述高性能有机聚合物吸光层的材质包括非富勒烯聚合物、有机小分子和非富勒烯聚合物与有机小分子制成的有机胶体粘结剂中的一种或几种；所述底电极缓冲层和底电极的材质独立地包括金属、导电无机物、导电有机物、纳米结构的金属与导电有机物的复合物和金属氧化物中的一种或几种；所述底电极缓冲层和底电极的材质不同。2.根据权利要求1所述的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，其特征在于，所述非富勒烯聚合物包括PTB7、PFTBT、PNDI、PM6和PM6衍生物中的一种或几种；所述有机小分子包括Y6、ITIC、IDIC、DBDTT和BDTTT中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，其特征在于，所述金属包括金和/或银；所述导电无机物包括石墨烯和/或碳纳米管；所述导电有机物包括聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸PEDOT/PSS和/或PFN；所述纳米结构的金属包括银纳米颗粒和/或银纳米线；所述金属氧化物包括ZnO、SnO2和Cr2O3中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，其特征在于，所述柔性基底的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚醚砜PES、聚酰亚胺PI和聚二甲基硅氧烷PDMS中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的材质包括聚(3,4
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乙烯二氧噻吩)
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聚苯乙烯磺酸PEDOT/PSS和甲磺酸MSA的混合物、聚[双(4
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苯基)(2,4,6
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三甲基苯基)胺]PTTA和PFN中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的柔性可拉伸有机聚合物太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏帅，林秋宝，蔡晓梅，郑凯，廖文良，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：
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