一种超柔半透明有机太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种超柔半透明有机太阳能电池及其制备方法；该超柔半透明有机太阳能电池，从下至上依次包括柔性

【技术实现步骤摘要】
一种超柔半透明有机太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体而言，涉及一种超柔半透明有机太阳能电池及其制备方法
。

技术介绍

[0002]有机太阳能电池因其轻质
、
低成本
、
柔性化
、
半透明等特性，在未来的多功能自供电温室
、
建筑光伏一体化等方面的潜在应用，引起了人们的广泛关注，成为各国科学界研究的热点和产业开发的重点
。
[0003]传统的半透明柔性有机太阳能电池一般基于
ITO
塑料衬底，然而
ITO
在塑料基板上存在机械脆性
、
透光性差和光反射率高
(
光捕获率低
)
等问题，无法同时保证柔性半透明有机太阳能电池具有高的光捕获率
、
低透光性和较好的机械可弯曲性，因而无法满足一些特殊的三维曲面应用
(
如自供电温室屋顶
)
场景的使用需求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：现有的半透明柔性有机太阳能电池，无法同时具有高的光捕获率
、
高透光性和较好的机械可弯曲性，无法满足一些特殊的三维曲面应用场景的使用需求
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种超柔半透明有机太阳能电池，从下至上依次包括柔性
PDMS
基底/>、
透明阳电极
、
空穴传输层
、
活性层
、
电子传输层和半透明背电极；其中，所述柔性
PDMS
基底的底部形成有微米尺寸的倒金字塔结构，所述透明阳电极的材料包括多羟基化合物和
PEDOT:PSS(PH1000)
，所述活性层的材料包括
PBDB
‑
T
‑
2F、Y6
和
C6。
[0007]可选地，所述倒金字塔结构与所述柔性
PDMS
基底一体成形
。
[0008]本专利技术还提供了一种如上所述的超柔半透明有机太阳能电池的制备方法，包括：
[0009]步骤
S1、
将聚二甲基硅氧烷和交联剂混合均匀后，浇筑在模具上，干燥处理，剥离所述模具，得到具有倒金字塔结构的柔性
PDMS
基底；
[0010]步骤
S2、
在所述柔性
PDMS
基底上旋涂阳电极溶液，退火处理，进行或不进行酸化处理，得到透明阳电极；其中，所述阳电极溶液包括多羟基化合物和
PEDOT:PSS(PH1000)
；
[0011]步骤
S3、
在所述阳电极上制备空穴传输层；
[0012]步骤
S4、
在所述空穴传输层上制备活性层，所述活性层的材料包括
PBDB
‑
T
‑
2F、Y6
和
C6
；
[0013]步骤
S5、
在所述活性层上制备电子传输层；
[0014]步骤
S6、
在所述电子传输层上制备半透明背电极，得到超柔半透明有机太阳能电池
。
[0015]可选地，所述步骤
S2
中，所述多羟基化合物包括山梨糖醇
、
乙二醇
、
木糖醇和己六醇中的一种
。
[0016]可选地，所述步骤
S2
中，所述阳电极溶液中所述多羟基化合物的质量分数3‑8％
。
[0017]可选地，所述步骤
S2
中，退火处理后，进行酸化处理，所述酸化处理包括：利用酸溶液浸泡处理
。
[0018]可选地，所述步骤
S2
中，所述退火处理的温度为
70
‑
90℃
，时间为
15
‑
25min。
[0019]可选地，所述步骤
S3
中，所述空穴传输层的材料包括
PEDOT:PSS(4083)。
[0020]可选地，所述步骤
S4
中，所述
PBDB
‑
T
‑
2F、
所述
Y6
和所述
C6
的质量比为1：
1.15
：
0.15。
[0021]可选地，所述步骤
S5
中，所述电子传输层的材料包括
PDINO。
[0022]与现有技术相比，本专利技术将传统玻璃衬底用柔性
PDMS
基底替换，并在柔性
PDMS
基底的底部设置倒金字塔结构，柔性
PDMS
基底的底部作为迎光面，当光照射此面时，倒金字塔微纳结构使入射光散射前进，减少了入射方向的反射，增加了光在电池内部的路径，提高了活性层对光的捕获率
。
本专利技术中透明阳电极的材料为多羟基化合物掺杂的
PEDOT:PSS(PH1000)
，多羟基化合物掺杂的
PEDOT:PSS(PH1000)
与柔性
PDMS
基底之间形成了氢键和范德华键合，显著提高了透明阳电极在柔性
PDMS
基底上的附着力，而且多羟基化合物掺杂的
PEDOT:PSS(PH1000)
具有较高的韧性，因而使得在机械形变下透明阳电极不易产生裂纹并脱落
。
另外，本专利技术中，活性层材料使用近红外区响应较强的非富勒烯受体，可以使得半透明电池，吸收非可见光区域的光，从而让更多的可见光透过，从提高电池的高透光性
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例中超柔半透明有机太阳能电池的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例中超柔半透明有机太阳能电池的制备方法的流程示意图；
[0025]图3本专利技术实施例中制备具有倒金字塔结构的柔性
PDMS
基底的过程示意图；
[0026]图4为实施例1中制得的超柔半透明有机太阳能电池
J
‑
V
曲线图；
[0027]图5为实施例1中制得的超柔半透明有机太阳能透光率与可见光波长的曲线图
。
[0028]附图标记说明：
[0029]1、
柔性
PDMS
基底，
2、
透明阳电极，
3、
空穴传输层，
4、
活性层，
5、
电子传输层，
6、
半透明背电极
。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超柔半透明有机太阳能电池，其特征在于，从下至上依次包括柔性
PDMS
基底
(1)、
透明阳电极
(2)、
空穴传输层
(3)、
活性层
(4)、
电子传输层
(5)
和半透明背电极
(6)
；其中，所述柔性
PDMS
基底
(1)
的底部形成有微米尺寸的倒金字塔结构，所述透明阳电极
(2)
的材料包括多羟基化合物和
PEDOT:PSS(PH1000)
，所述活性层
(4)
的材料包括
PBDB
‑
T
‑
2F、Y6
和
C6。2.
根据权利要求1所述的超柔半透明有机太阳能电池，其特征在于，所述倒金字塔结构与所述柔性
PDMS
基底
(1)
一体成形
。3.
根据权利要求1或2所述的超柔半透明有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：步骤
S1、
将聚二甲基硅氧烷和交联剂混合均匀后，浇筑在模具上，干燥处理，剥离所述模具，得到具有倒金字塔结构的柔性
PDMS
基底
(1)
；步骤
S2、
在所述柔性
PDMS
基底
(1)
上旋涂阳电极溶液，退火处理，进行或不进行酸化处理，得到透明阳电极
(2)
；其中，所述阳电极溶液包括多羟基化合物和
PEDOT:PSS(PH1000)
；步骤
S3、
在所述透明阳电极
(2)
上制备空穴传输层
(3)
；步骤
S4、
在所述空穴传输层
(3)
上制备活性层
(4)
，所述活性层
(4)
的材料包括
PBDB
‑
T
‑
2F、Y6
和
C6
...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛子义，宋伟，孙定烘，彭瑞祥，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：