一种调控光活性层形貌的方法及应用该方法的太阳能电池转让专利

申请号 : CN202210061435.1

文献号 : CN114497386B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 宋欣高申正徐浩

申请人 : 常州大学

摘要 :

本发明公开了一种调控光活性层形貌的方法,包括包括以下步骤:S1.配置工艺助剂溶液;S2.将电子给体粉末和电子受体粉末加入工艺助剂溶液中,形成活性层溶液;S3.将活性层溶液在阳极界面层上旋涂成膜后,进行10min退火处理,得到活性层;所述步骤S1中工艺助剂选用1,3‑2溴‑5‑氯苯(DBCl)。本发明所用工艺助剂价格便宜,易调控形貌,可实现太阳能电池的性能提升,具有经济、高效率的优点。

权利要求 :

1.一种调控光活性层形貌的方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.配置工艺助剂溶液,其中,所述工艺助剂溶液为1,3‑2溴‑5‑氯苯(DBCl)溶于氯仿中,配置成浓度为10‑30mg/ml的DBCl溶液;

S2.将电子给体粉末和电子受体粉末加入工艺助剂溶液中,形成活性层溶液;

S3.将活性层溶液在阳极界面层上旋涂成膜后,进行10min退火处理,得到活性层,其中,所述退火处理的温度在75‑120℃;

所述步骤S1中DBCl的分子结构式为:

2.根据权利要求1所述的一种调控光活性层形貌的方法,其特征在于:所述电子给体为PM6,所述电子受体为以下非富勒烯小分子受体的一种,并具有二噻吩噻吩[3.2‑b]吡咯并噻二唑(BTP)核:。

3.一种正装聚合物太阳能电池,其特征在于:所述正装聚合物太阳能电池包括阳极导电层、阳极界面层、活性层、阴极界面层和金属电极,且所述活性层由权利要求1‑2任一所述的方法制得。

4.根据权利要求3所述的一种正装聚合物太阳能电池,其特征在于:所述阳极界面层的厚度为20‑30nm;所述阳极界面层的材料为PEDOT:PSS。

5.根据权利要求3或4所述的一种正装聚合物太阳能电池,其特征在于:所述阴极界面层的厚度为5‑20nm,所述阴极界面层的材料为PDINN。

6.根据权利要求5所述的一种正装聚合物太阳能电池,其特征在于:所述金属电极为Ag,所述金属电极的厚度为100nm。

7.根据权利要求6所述的一种正装聚合物太阳能电池的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、在阳极ITO基底的表面旋涂阳极界面层材料的分散液,以形成阳极界面层;

步骤2、在所述阳极界面层远离所述阳极ITO基底的表面旋涂DBCl、电子给体和电子受体组成的活性层溶液,以形成光活性层;

步骤3、在所述光活性层的远离所述阳极界面层的表面旋涂阴极界面层材料的分散液,以形成阴极界面层;

步骤4、真空条件下,在所述阴极界面层的远离所述光活性层的表面蒸镀Ag,以形成金属电极。

8.根据权利要求7所述的一种正装聚合物太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述步骤1中对阳极ITO基底进行预处理,所述预处理包括:清洗、干燥和臭氧等离子体表面处理。

说明书 :

一种调控光活性层形貌的方法及应用该方法的太阳能电池

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能电池领域,尤其是一种调控光活性层形貌的方法及应用该方法的太阳能电池。

背景技术

[0002] 由于化石燃料的不断消耗和日益凸显的环境问题,使得寻求新型能源技术成为越来越被重视的课题。在众多的新能源技术中,太阳能电池(光伏)由于其可持续利用、清洁等优点成为研究的热点。有机太阳能电池应可采用溶液法大面积技术制备,具有柔性好、质量轻、半透明以及成本低等优点,在建筑玻璃、航空航天以及可穿戴电子等领域都具有广阔的应用前景。通过有机共轭分子的分子结构优化、光活性层形貌的调控、电极界面的修饰等,太阳能电池的效率获得大幅提升,目前单结有机太阳能电池效率已经超过19%。但是,与目前成熟的硅基太阳能电池和新兴的钙钛矿太阳能电池,有机太阳能电池效率偏低,需要进一步提高其光电转换效率,从而加快其产业化进程。
[0003] 通常太阳能电池效率由短路电流、填充因子和开路电压三个参数共同决定。活性层的互传网络状结构决定了短路电流和填充因子参数。因此,活性层材料的选择及优化工艺从根本上决定了器件效率。目前,在给受体共混物中通过分子结构的调控、添加第三组分或者添加剂是优化活性层形貌最主要的方式。但是,分子结构的调控会增加合成及材料纯化的成本;第三组分的引入虽然会提高效率,但是选择何种第三组分目前还处于争议之中。另外,高沸点添加剂的引入会导致器件稳定性的明显降低。所以,上述手段大大限制了有机太阳能电池的大规模推广应用。
[0004] 因此,需要一种简单易操作的形貌优化手段,以弥补现有技术存在的缺陷。

发明内容

[0005] 本部分的目的在于概述本申请的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例,在本部分以及本申请的说明书摘要和申请名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和申请名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本申请的范围。
[0006] 鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题,提出了本申请。
[0007] 因此,本申请所要解决的技术问题是:简化活性层的优化方法。
[0008] 为解决上述技术问题,本申请提供如下技术方案:一种调控光活性层形貌的方法,包括以下步骤:
[0009] S1.配置工艺助剂溶液;
[0010] S2.将电子给体粉末和电子受体粉末加入工艺助剂溶液中,形成活性层溶液;
[0011] S3.将活性层溶液在阳极界面层上旋涂成膜后,进行10min退火处理,得到活性层;
[0012] 所述步骤S1中工艺助剂溶液选用1,3‑2溴‑5‑氯苯(DBCl)溶液,分子结构式为:
[0013]
[0014] 作为本申请所述一种调控光活性层形貌的方法的一种优选方案,其中:所述工艺助剂溶液中DBCl的浓度为10‑30mg/ml。
[0015] 作为本申请所述一种调控光活性层形貌的方法的一种优选方案,其中:所述步骤S3中退火处理的温度在75‑120℃
[0016] 作为本申请所述一种调控光活性层形貌的方法的一种优选方案,其中:所述电子给体为PM6,所述电子受体为以下非富勒烯小分子受体的一种,并具有二噻吩噻吩[3.2‑b]吡咯并噻二唑(BTP)核:
[0017]
[0018] 一种正装聚合物太阳能电池,所述正装聚合物太阳能电池包括阳极导电层、阳极界面层、活性层、电子传输层、阳极和界面层、阴极界面层和金属电极,且所述活性层由上述方法制得。
[0019] 作为本申请所述一种正装聚合物太阳能电池的一种优选方案,其中:所述阳极界面层的厚度为20‑30nm;所述阳极界面层的材料为PEDOT:PSS。
[0020] 作为本申请所述一种正装聚合物太阳能电池的一种优选方案,其中:所述阴极界面层的厚度为5‑20nm,所述阴极界面层的材料为PDINN。
[0021] 作为本申请所述一种正装聚合物太阳能电池的一种优选方案,其中:所述金属电极为Ag,所述金属电极的厚度为100nm。
[0022] 一种正装聚合物太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:
[0023] 步骤1、在阳极ITO基底的表面旋涂阳极界面层材料的分散液,以形成阳极界面层;
[0024] 步骤2、在所述阳极界面层远离所述阳极ITO基底的表面旋涂DBCl、电子给体和电子受体组成的活性层溶液,以形成光活性层;
[0025] 步骤3、在所述光活性层的远离所述阳极界面层的表面旋涂阴极界面层材料的分散液,以形成阴极界面层;
[0026] 步骤4、真空条件下,在所述阴极界面层的远离所述光活性层的表面蒸镀Ag,以形成金属电极。
[0027] 作为本申请所述一种正装聚合物太阳能电池的制备方法的一种优选方案,其中:所述步骤1中对阳极ITO基底进行预处理,所述预处理包括:清洗、干燥和UVO处理。
[0028] 本申请的有益效果:本发明所用工艺助剂价格便宜,易调控形貌,可实现太阳能电池的性能提升,具有经济、高效率、性能稳定的优点。

附图说明

[0029] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0030] 图1是本申请实施例中基于电子给体PM6、电子受体Y6和工艺助剂DBCl掺杂制备的太阳能电池电流密度和电压的特性曲线;
[0031] 图2是本申请实施例中基于电子给体PM6、电子受体BTP‑eC9和工艺助剂DBCl掺杂制备的太阳能电池电流密度和电压的特性曲线;
[0032] 图3是本申请实施例中基于电子给体PM6、电子受体L8‑BO和工艺助剂DBCl掺杂制备的太阳能电池电流密度和电压的特性曲线;
[0033] 图4是不同年份内300nm膜厚的太阳能电池光伏效率,其中圆点为不同年份文献公开的太阳能电池的最佳光伏效率,五角星为本发明所提供的太阳能电池光伏效率;
[0034] 图5是掺杂有DBCl的太阳能电池和未掺杂有DBCl的太阳能电池在不同时长后的光伏效率

具体实施方式

[0035] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
[0036] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0037] 其次,本申请结合示意图进行详细描述,在详述本申请实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本申请保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0038] 再其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0039] 实施例1
[0040] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0041] A1‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0042] A1‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0043] A1‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为10mg/ml的DBCl溶液;
[0044] A1‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0045] A1‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在室温下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0046] A1‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0047] 其中,DBCl、PM6和Y6的分子结构式为:
[0048]
[0049] 实施例2‑4
[0050] 实施例2‑4与实施例1的区别在于,实施例2‑4中DBLCl溶液的浓度不同,具体如下:
[0051] 实施例2
[0052] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0053] A2‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0054] A2‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0055] A2‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为15mg/ml的DBCl溶液;
[0056] A2‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0057] A2‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在室温下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0058] A2‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0059] 实施例3
[0060] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0061] A3‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0062] A3‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0063] A3‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为20mg/ml的DBCl溶液;
[0064] A3‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0065] A3‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在室温下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0066] A3‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0067] 实施例4
[0068] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0069] A4‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0070] A4‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0071] A4‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为30mg/ml的DBCl溶液;
[0072] A4‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0073] A4‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在室温下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0074] A4‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0075] 实施例5‑7
[0076] 实施例5‑7与实施例2的区别在于,实施例5‑7中共混活性层溶液的退火温度不同,具体如下:
[0077] 实施例5
[0078] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0079] A5‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0080] A5‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0081] A5‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为15mg/ml的DBCl溶液;
[0082] A5‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0083] A5‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在75℃下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0084] A5‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0085] 实施例6
[0086] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0087] A6‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0088] A6‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0089] A6‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为15mg/ml的DBCl溶液;
[0090] A6‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0091] A6‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在100℃下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0092] A6‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0093] 实施例7
[0094] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0095] A7‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0096] A7‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0097] A7‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为15mg/ml的DBCl溶液;
[0098] A7‑4.将质量比为1:1的PM6:Y6混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0099] A7‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在120℃下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0100] A7‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0101] 实施例8‑9
[0102] 实施例8‑9与实施例5的区别在于,实施例8‑9中选择不同的电子受体,具体如下:
[0103] 实施例8
[0104] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0105] A8‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0106] A8‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0107] A8‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为15mg/ml的DBCl溶液;
[0108] A8‑4.将质量比为1:1的PM6:BTP‑eC9混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0109] A8‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在75℃下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0110] A8‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0111] 其中,DBCl、PM6和BTP‑eC9的分子结构式为:
[0112]
[0113] 实施例9
[0114] 本申请实施例提供一种正装聚合物太阳能电池,由以下步骤制得:
[0115] A9‑1.将附着有ITO导电层的玻璃基底依次用洗洁精水、去离子水、丙酮、异丙醇各超声15min,然后在80℃烘箱中干燥,再进行臭氧等离子体表面处理15min;
[0116] A9‑2.将PEDOT:PSS溶液旋涂于处理过的上述ITO导电层表面,其中旋涂速度为4800rpm,旋涂时间30s,然后在150℃退火处理30min形成阳极界面层,阳极界面层厚度为20~30nm;
[0117] A9‑3.将DBCl溶于氯仿中,配备成浓度为15mg/ml的DBCl溶液;
[0118] A9‑4.将质量比为1:1的PM6:L8‑BO混合粉末加入DBCl溶液中,形成PM6:Y6混合粉末浓度为18mg/ml的共混活性层溶液;
[0119] A9‑5.将共混活性层溶液以300rpm的速度旋涂于ITO/PEDOT:PSS阳极界面层表面,在75℃下退火10min得到目标有机太阳能电池活性层;
[0120] A9‑6.取PDINN溶于甲醇溶剂中,得到1mg/ml的PDINN溶液,将PDINN溶液旋涂在活性层表面,再利用真空蒸镀的方式,在PDINN表面蒸镀一层银,厚度为100nm,蒸镀面积为2
0.06cm,得到成品正装聚合物太阳能电池。
[0121] 其中,DBCl、PM6和L8‑BO的分子结构式为:
[0122]
[0123] 对比例1
[0124] 对比例1提供一种正装聚合物太阳能电池,对比例1与实施例5的区别在于,对比例1中未添加有DBCl。
[0125] 对比例2
[0126] 对比例2提供一种正装聚合物太阳能电池,对比例2与实施例8的区别在于,对比例2中未添加有DBCl。
[0127] 对比例3
[0128] 对比例3提供一种正装聚合物太阳能电池,对比例3与实施例9的区别在于,对比例3中未添加有DBCl。
[0129] 电池性能参数测试
[0130] (1)采用美国Newport公司Oriel‑300型太阳光模拟器对实施例1‑4和对比例1制得的正装聚合物太阳能电池进行性能测试,测试结果如表1所示:
[0131] 表1实施例1‑4电池性能测试结果
[0132]
[0133] 结果分析:将实施例1‑4的数据对比可知,当DBCl的浓度发生变化时,电池的性能参数同步发生变化,因此可以证明DBCl在活性层中的掺杂对电池的性能具有影响。而当DBCl浓度为15mg/ml时,电池的综合性能最佳,即实施例2为优选。
[0134] (2)采用美国Newport公司Oriel‑300型太阳光模拟器对实施例2、5‑7制得的正装聚合物太阳能电池进行性能测试,测试结果如表2所示:
[0135] 表2实施例2、5‑7电池性能测试结果
[0136]
[0137] 结果分析:将实施例5‑7与实施例2进行对比,可以发现,当升温进行退火处理后,电池的综合性能得以提升。当退火温度选为75℃时,对电池的提升效果最佳,即实施例5为优选。
[0138] (3)采用美国Newport公司Oriel‑300型太阳光模拟器对实施例5、8、9以及对比例1‑3制得的正装聚合物太阳能电池进行性能测试,测试结果如表3所示:
[0139] 表3实施例5、8、9及对比例1‑3电池性能测试结果
[0140]
[0141] 结果分析:将实施例5、8、9的测试结果进行对比,当电子受体分别选用Y6、BTP‑eC9和L8‑BO时,电池在不同性能上有不同程度的优化。因此,在实际生产中,可以根据不同的侧重需求,选用不同的电子受体。
[0142] 此外,实施例5与对比例1进行对比,将实施例8与对比例2进行对比,实施例9与对比例3进行对比。可以论证,当活性层中添加有DBCl时,可以提升电池的综合性能。
[0143] 且根据附图1‑3可以看出,当电池中掺杂有DBCl时,其电流密度高于未掺杂DBCl的电池,进一步证明了活性层中掺杂有DBCl时对电池性能具有提升。
[0144] 结论:1.本发明所用工艺助剂价格便宜,易调控形貌,可实现太阳能电池的性能提升,具有经济、高效率的优点。
[0145] 2.如图4所示,本发明提供的太阳能电池,在300nm膜厚下提供了较好的光伏效率,而300nm的膜厚是太阳能电池领域重要的生产参数。因此,本发明提供的方法具有很好的实用性,能够与实际的太阳能电池产业兼容。
[0146] 3.如图5所示,本发明提供的太阳能电池,能明显提高整体器件的稳定性,比未掺杂有DBCl的器件能够保存更长时间。
[0147] 重要的是,应注意,在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案,但参阅此公开内容的人员应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改型是可能的(例如,各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如,温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其它方式改变,并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本申请的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构,且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本申请的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本申请不限制于特定的实施方案,而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
[0148] 此外,为了提供示例性实施方案的简练描述,可以不描述实际实施方案的所有特征(即,与当前考虑的执行本申请的最佳模式不相关的那些特征,或于实现本申请不相关的那些特征)。
[0149] 应理解的是,在任何实际实施方式的开发过程中,如在任何工程或设计项目中,可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的,但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说,不需要过多实验,所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
[0150] 应说明的是,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本申请技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。