【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机太阳能电池领域，具体涉及一种新型苯核添加剂及其在有机太阳能电池中的应用及电池制备方法。
技术介绍
1、体异质结有机太阳能电池(bhj-oscs)作为一种潜力巨大的下一代光伏技术，在近10年中取得了巨大的进步[nat.rev.chem.2022,6,614]。得益于非富勒烯受体材料具有强的近红外吸收、可调能级结构和高结晶度，bhj-oscs的光电转换效率提高了19％。[adv.mater.2023,35,2300400；adv.mater.2023,35,2300631]除了新型给体和受体材料的创新性设计外，合理优化bhj层的共混形貌对于最大限度地提高激子分离、载流子输运和最终器件性能也很重要。具有最优双连续互穿网络的bhj活性层层有利于激子的扩散和解离、电荷转移和收集，从而抑制电荷重组。然而，薄膜沉积过程中的形貌演化是一个相当复杂的过程，很容易受到许多因素的影响，如其内在性质(分子量、溶解度、混溶性和结晶度等)、光活性材料和各种加工条件。由于加工溶剂的选择受到光活性材料溶剂化前提的限制，因此在bhj层中很难实现理想的形貌。因此，非常需要采用适当的策略来优化形态，以实现oscs的全部潜力。在各种形貌优化策略中，引入添加剂是一种得到广泛应用的简便方法。溶剂添加剂如1,8-二碘辛烷(dio)和1-氯萘(cn)已被广泛用于调节富勒烯受体基的oscs。然而，该过程对活性层组分相当敏感(通常不超过5％的体积)，限制了有机太阳能电池的重现性。另一方面，这种策略在优化目前流行的基于非富勒烯受体的光活性层方面没有达到预期效果。与
2、本专利技术所述基于三氟甲基的苯核材料首次被选作溶剂添加剂用于有机太阳能电池活性层的制备，该添加剂对器件光电性能的改善明显，可以解决以上传统添加剂的问题，简化后处理工艺。该结果对高性能有机太阳能电池的制备及添加剂的选择有一定的借鉴意义和参考价值。
技术实现思路
1、本专利技术针对提供上述
技术介绍
中存在的问题，提供了一种新型苯核添加剂及其在有机太阳能电池中的应用及电池制备方法，具体采用如下方案：
2、一种新型苯核添加剂，所述添加剂为3,5-二溴三氟甲苯。
3、本专利技术还提供一种新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，所述有机太阳能电池为正置结构，结构器件自下而上依次为：ito导电玻璃/pedot:pss/active layer/pdinn/ag，其中ito为到店样机，pedot:pss为阳极缓冲层，pdinn为阴极缓冲层，ag为导电阴极，d18:y6混合形成体异质结活性层，3,5-二溴三氟甲苯作为活性层的添加剂。
4、进一步地，所述活性层组分d18和y6的比例为1:1.4，添加剂的浓度为10mg/ml。
5、进一步地，所述活性层厚度为100nm。
6、本专利技术还提供一种有机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
7、步骤1：配置活性层材料；
8、步骤2：电子传输层的配置；
9、步骤3：清洗ito导电玻璃；
10、步骤4：将步骤3吹干的ito玻璃基底进行紫外臭氧处理，处理后转移至氮气手套箱备用；
11、步骤5：在氮气手套箱中旋涂活性层，将步骤1配置好的活性层溶液旋涂在步骤4处理后的ito玻璃基底上；
12、步骤6：在步骤5所得涂有活性层的ito玻璃基底上进一步旋涂电子传输层pdinn；
13、步骤7：将步骤6所得的涂覆有多层薄膜的ito玻璃基底转移到真空蒸镀仓内进行ag电极蒸镀，制得有机太阳能电池。
14、进一步地，步骤1中配置活性层材料的方法，包括以下步骤：
15、a、未添加3,5-二溴三氟甲苯的器件：聚合物d18给体材料浓度为5-6mg/ml，小分子y6受体浓度为7-9mg/ml，给体受体材料比例为1:1.4-1:1.5，溶剂为cf；
16、b、添加3,5-二溴三氟甲苯的器件：聚合物d18给体材料浓度为5-6mg/ml，小分子y6受体浓度为7-9mg/ml，给体受体材料比例为1:1.4-1:1.5，溶剂为cf，添加剂的浓度为5-15mg/ml；
17、c、将混合溶剂在加热搅拌台上60°搅拌2h。
18、进一步地，步骤2中电子传输层的配置方法，包括以下步骤：电子传输层pdinn以1mg/ml的浓度溶解于甲醇溶剂，在常温搅拌台上搅拌过夜。
19、进一步地，步骤3中清洗ito导电玻璃的方法，包括以下步骤：
20、ito导电玻璃的方阻为15ω/cm2.，将ito导电玻璃依次用洗涤剂水，超纯水，乙醇，丙酮，乙醇依次对其进行超声清洗，每步超声时间均为30min，清洗洁净后用氮气枪吹干待用。
21、进一步地，步骤5中旋涂仪转速为2000-3000rpm，旋涂时间30-40s；步骤6中转速为2500-3000rpm，旋涂时间为30-40s。
22、进一步地，步骤7中蒸镀速率为厚度100-120nm。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术优势：
24、本专利技术首次将新型添加剂3,5-二溴三氟甲苯引入到有机太阳能电池中，与传统的三溴苯固体添加剂相比，该添加剂表现为液态，无需额外的后处理工艺。聚合物d18与非富勒烯小分子y6为应用在有机太阳能电池领域的传统给体和受体材料，也是本专利技术所研究的主体系材料。将3,5-二溴三氟甲苯与氯仿(cf)溶剂混合作为有机太阳能电池活性层制备的混合溶剂。经添加剂优化后的有机太阳能电池获得了18.26％的光电转换效率，相比于无添加剂的有机太阳能电池光电转换效率呈现出大幅度提升。
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1.一种新型苯核添加剂，其特征在于，所述添加剂为3,5-二溴三氟甲苯。
2.一种根据权利要求1所述新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，其特征在于，所述有机太阳能电池为正置结构，结构器件自下而上依次为：ITO导电玻璃/PEDOT:PSS/Active layer/PDINN/Ag，其中ITO为到店样机，PEDOT:PSS为阳极缓冲层，PDINN为阴极缓冲层，Ag为导电阴极，D18:Y6混合形成体异质结活性层，3,5-二溴三氟甲苯作为活性层的添加剂。
3.根据权利要求2所述新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，其特征在于，所述活性层组分D18和Y6的比例为1:1.4，添加剂的浓度为10mg/ml。
4.根据权利要求4所述新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，其特征在于，所述活性层厚度为100nm。
5.一种根据权利要求2-4任一项所述有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤1中配置活性层材料的方法，包括以下步骤：
7.根据
8.根据权利要求5所述有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中清洗ITO导电玻璃的方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求5所述有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤5中旋涂仪转速为2000-3000rpm，旋涂时间30-40s；步骤6中转速为2500-3000rpm，旋涂时间为30-40s。
10.根据权利要求5所述有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤7中蒸镀速率为厚度100-120nm。
...【技术特征摘要】
1.一种新型苯核添加剂，其特征在于，所述添加剂为3,5-二溴三氟甲苯。
2.一种根据权利要求1所述新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，其特征在于，所述有机太阳能电池为正置结构，结构器件自下而上依次为：ito导电玻璃/pedot:pss/active layer/pdinn/ag，其中ito为到店样机，pedot:pss为阳极缓冲层，pdinn为阴极缓冲层，ag为导电阴极，d18:y6混合形成体异质结活性层，3,5-二溴三氟甲苯作为活性层的添加剂。
3.根据权利要求2所述新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，其特征在于，所述活性层组分d18和y6的比例为1:1.4，添加剂的浓度为10mg/ml。
4.根据权利要求4所述新型苯核添加剂在制备有机太阳能电池的应用，其特征在于，所述活性层厚度为100nm。
5.一种根据权利要求2-4任一项所述有机太...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶斯禄，杜晓扬，郑才俊，林慧，杨刚，欧鹏，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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