基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池及其制备方法
专利汇可以提供基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 聚合物 太阳能 电池 领域，特别公开了一种基于聚乙烯亚胺修饰的 氧 化锌 电子 传输层构建柔性结构的聚合物 太阳能电池 及其制备方法。该聚合物太阳能电池，其特征在于：由下到上依次为带有OMO 电极 的柔性透明基底、聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层、非 富勒烯 体系光 活性层 、空穴 缓冲层 和 阳极 电极；氧化锌电子传输层上覆有聚乙烯亚胺薄层。本发明结构设计合理，制备步骤简单，通过聚乙烯亚胺薄层的修饰，同时提高 柔性电池 器件的光吸收性能和填充因子，进而提高了聚合物太阳能电池的光电转化效率。，下面是基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：由下到上依次为带有OMO电极（2）的柔性透明基底（1）、聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层（3）、非富勒烯体系光活性层（4）、空穴缓冲层（5）和阳极电极（6）；氧化锌电子传输层（3）上覆有聚乙烯亚胺薄层。
2.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述柔性透明基底（1）为PET或PC薄膜。
3.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述OMO电极（2）为两无机氧化物层中间夹设金属层的三层结构电极。
4.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述氧化锌电子传输层（3）包括氧化锌纳米颗粒层和聚乙烯亚胺薄层，其中，氧化锌纳米颗粒层的厚度为30nm，，氧化锌为颗粒状，粒径为4nm，聚乙烯亚胺薄层的厚度为5-10nm。
5.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述非富勒烯体系光活性层（4）的厚度为100nm，其中，给体材料为中间带隙聚合物给体材料J71或J61，受体材料为非富勒烯稠环衍生物ITIC或ITIC-m，给体材料和受体材料的共混比例为1:1。
6.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述空穴缓冲层（5）的材料为MoO3，厚度为10nm；阳极电极（6）的材料为Ag，厚度为100nm。
7.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述金属层材料为Au、Ag或Cu，厚度为5-10nm；无机氧化物层的材料为半导体金属氧化物。
8.根据权利要求1所述的基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚合物太阳能电池的制备方法，其特征为，包括如下步骤：（1）通过磁控溅射法在柔性透明基底上溅射OMO阴极电极；（2）在OMO阴极电极上直接旋涂一层氧化锌薄层，在氧化锌薄层表面旋涂聚乙烯亚胺乙醇溶液，然后于60℃下退火10min，形成聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层；（3）在氮气保护的手套箱中以1200-1400rpm的速度旋涂光活性层溶液60s；（4）在真空镀膜设备中，将10nm的MoO3和100nm的Ag阳极分别蒸镀到光活性层上，在真空≤5×10-4Pa下形成阳极。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，经液相还原法制得的氧化锌纳米颗粒经沉淀洗涤后，分散到体积比为60:35:5的正丁醇、甲醇、氯仿的混合溶液中，氧化锌薄层溶液的浓度为10mg/mL；聚乙烯亚胺乙醇溶液的浓度为0.1-0.2mg/mL，聚乙烯亚胺的分子量为4000-8000，在氧化锌薄层表面以3000rpm的速度旋涂聚乙二醇乙醇溶液。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，光活性层溶液为质量比为1:1的给体材料和受体材料在氯苯溶液中混合得到的聚合物共混溶液，其浓度为9-10mg/mL；聚合物共混溶液中还添加有1.5vol%的1,8-二碘辛烷。
基于聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层构建柔性结构的聚
（2）在OMO阴极电极上直接旋涂一层氧化锌薄层，在氧化锌薄层表面旋涂聚乙烯亚胺乙醇溶液，然后于60℃下退火10min，形成聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层；
（3）在氮气保护的手套箱中以1200-1400rpm的速度旋涂光活性层溶液60s；
（4）在真空镀膜设备中，将10nm的MoO3和100nm的Ag阳极分别蒸镀到光活性层上，在真空≤5×10-4Pa下形成阳极。
10nm的聚乙烯亚胺修饰层。非富勒烯体系光活性层4中给体材料为J71，非富勒烯受体材料为ITIC，非富勒烯体系光活性层4的厚度为100nm；电子缓冲层5为MoO3，厚度为10nm；阳极电极6为Ag，厚度为100nm。
（2）ZnO纳米颗粒通过液相还原法制得，经多次沉淀洗涤后，再分散到正丁醇、甲醇、氯仿的混合溶液中（体积比60：35：5），氧化锌浓度约为10mg/ml。配制聚乙烯亚胺乙醇溶液，浓度为0.2mg/ml，聚乙烯亚胺分子量为8000。在氧化锌薄层表面以3000rpm速度旋涂聚乙烯亚胺乙醇溶液，然后60℃退火10min形成聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层。将基底转入氮气保护的手套箱中进行光活性层的制备；
（3）光活性层溶液由J71、ITIC组成，J71和ITIC在氯苯溶液中的质量比为1:1，聚合物浓度为9mg·mL-1。此外，将1.5vol％的1,8-二碘辛烷（DIO）加入到光活性材料共混物溶液中，以在活性层中形成具有合适的给体和受体尺寸范围的理想的互穿网络，旋涂是以1200-
1400rpm旋涂60s；
（4）在真空镀膜设备中，将10nm的MoO3和100nm的Ag阳极分别蒸镀到活性层上，在真空≤5×10-4Pa下形成阳极；
（5）测试所制备柔性聚合物太阳能电池的光电转化效率，对应的I-V曲线如图2中所示。
图2对应修饰和未修饰的电池的光电转化效率别为6.16%和4.98%，经聚乙烯亚胺修饰后，器件效率明显提升，主要体现在填充因子由51.05%提升到57.25%，电流密度由16.53 mAcm-1提升到18.32mAcm-1。填充因子和电流密度的显著提升证明聚乙烯亚胺修饰ZnO可以起到补其表面缺陷，抑制电子空穴重新复合的作用。
5nm的聚乙烯亚胺修饰层。非富勒烯体系光活性层4中给体材料为J61，非富勒烯受体材料为ITIC-m，非富勒烯体系光活性层4的厚度为100nm；电子缓冲层5为MoO3，厚度为10nm；阳极电极6为Ag，厚度为100nm。
（2）ZnO纳米颗粒通过液相还原法制得，经多次沉淀洗涤后，再分散到正丁醇、甲醇、氯仿的混合溶液中（体积比60：35：5），氧化锌浓度约为10mg/ml。配制聚乙烯亚胺乙醇溶液，浓度为0.1mg/ml，聚乙烯亚胺分子量为4000。在氧化锌薄层表面以3000rpm速度旋涂聚乙烯亚胺乙醇溶液，然后60℃退火10min形成聚乙烯亚胺修饰的氧化锌电子传输层。将基底转入氮气保护的手套箱中进行光活性层的制备；
（3）光活性层溶液由J61、ITIC-m组成， J61和ITIC-m在氯苯溶液中的质量比为1:1，聚合物浓度为10mg·mL-1。此外，将1.5vol%的1,8-二碘辛烷（DIO）加入到光活性材料共混物溶液中，以在活性层中形成具有合适的给体和受体尺寸范围的理想的互穿网络，旋涂是以
1200-1400rpm旋涂60s；
（4）在真空镀膜设备中，将10nm的MoO3和100nm的Ag阳极分别蒸镀到活性层上，在真空≤5×10-4Pa下形成阳极；
（5）经测试器件效率，器件的填充因子和电流密度显著提升，从而提升整体电池光电转化效率。
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