机/聚合物太阳电池器件，其特征在于：所述的阴极修饰 层的厚度为0. 1?100纳米；所述天然色素或天然色素衍生物包括类胡萝h素类、番茄色 素、天然胡萝h素、混合类胡萝h素、玉米黄、厕脂俗澄色素、藏红花色素、檐子黄色素、檐子 绿色素、辣椒红色素、甜椒红色素、辣椒澄色素、南瓜黄色素、沙棘黄、密蒙黄色素、巧橘披黄 色素、首荐色素、万寿菊色素、巧橘黄、构杞色素、银杏黄色素、苦瓜色素、蒲公英色素、牵牛 花色素、紫苏色素、紫玉米色素、葡萄皮色素、葡萄汁色素、葡萄皮紫色素、甘草色素、乌拉尔 甘草色素、高梁色素、菊花黄色素、红花红色素、红花素、红花黄色素、红花黄、草霉色素、黑 霉果天然黑红色素、红球甘蓝、紫甘蓝色素、接骨木色素、萝h红、越橘红、黑米色素、黑懦米 黑色素、黑豆红、黑芝麻色素、黑向日葵巧壳色素、蜀葵花红色素、攻瑰色素、苦水攻瑰色素、 攻瑰茄红、紫叶小築红色素、紫叶小築叶片红色素、构树果色素、抽皮色素、杨梅色素、天然 觅菜红色素、凌霄花红色素、赤豆批色素、赤豆皮褐色素、洋葱色素、洋葱表皮色素、橡子壳 踪、绒花红色素、一串红花色素、月季花红色素、黑加仑色素、紫菜臺色素、紫菜苔色素、桑 植红色素、槐豆胚芽色素、花生衣色素、核桃色素、美洲山核桃色素、紫青芋色素、紫山药色 素、红米红、苏木色素、牛油树果色素、蓝锭果红、罗望子色素、墓葫色素、大理花黄色素、紫 荆花红色素、红肉李色素、板栗壳色素、乌饭树果色素、女贞果皮天然紫红色素、地念果红色 素、火棘果色素、禮桃色素、雪峰红禮红色素、火炬树色素、紫甘墓红色素、芸豆色素、灵芝色 素、桃金娘色素、勾儿茶果色素、河东乌麦色素、紫红墓色素、大花葵色素、紫苔色素、野牡 丹色素、杜酶花色素、山兰红色素、笃斯色素、抽皮巧、茶黄色素、多穗柯踪、儿茶黑色素、金 禮子踪、茜草红色素、紫草红、紫草色素、紫蓝红色素、紫草素、虎杖色素、凤仙花红色素、决 明子红色素、叶绿酸、叶绿素、叶绿素铜络盐、叶绿素铜、叶绿素铜轴、叶绿酸铁轴盐、叶绿 素锋轴、茶绿树、绿茶粉、竹叶色素、玻菜色素、草霉绿色素、甜菜红、商陆色素、落葵红、姜黄 色素、黄油树脂、姜黄、酸巧色素、酸巧皮色素、巧红色素、大巧红色素、长叶牛膝色素、焦糖 色素、乌贼色素、植物炭黑、可可炭黑、植物油烟炭黑、汤饭子色素、稻绿核菌绿色素、石恼色 素、萝h製绿色素、红豆皮色素、小豆红色素、苹果皮色素、紫叶变叶木红色素、香蕉果皮色 素、紫竹梅色素、海州常山色素、竹幕色素、棒树叶踪黑色色素、玻萝色素、褚果色素、中草 药咖啡色素、栗子皮色素、H叶海棠色素、雍文莱色素、马蹄皮色素、蓝甸果色素、荷兰菊色 素、苔色素、石磊、地衣赤染料萃取物、翠雀灵、米团花色素、H棱柱蜜果天然色素、仙人掌色 素、龙眼核踪色素、向日葵花色素、一品红红色素、菊宦色素、a-胡萝h素、目-胡萝h素、 目-阿朴-8-胡萝h素酵、目-阿朴-8-胡萝h酸己醋、叶黄素、叶黄素单厕脂树素醋、叶黄 素双厕脂树素醋、厕脂树素、斑莖黄、藏红花酸、辣椒红素、邮青素、消旋邮青素、紫杉紫素、 红曲色素、红曲黄色素、红曲米、檐子蓝色素、檐子红色素、可可色素、法夫酵母色素或竹黄 色素。
3. 根据权利要求1所述的有机/聚合物太阳电池器件，其特征在于：所述活性层为具 有电子给体材料和电子受体材料的本体异质结结构的薄膜层，所述活性层的厚度为40? 1000纳米；其中电子给体材料包括聚己帰撑类芳香聚合物、聚巧、聚娃巧、聚巧哇、聚喔吩、 聚剛巧巧哇、聚巧巧或聚苯并二喔吩的均聚物或者共聚物；其中电子受体材料包括富勒帰 或者富勒帰衍生物、金属化合物半导体量子点或者纳米线。
4. 根据权利要求1所述的有机/聚合物太阳电池器件，其特征在于；所述衬底为玻 璃或者透明塑料薄膜；所述阳极层为钢参杂的氧化锡薄膜、氣参杂的氧化锡薄膜、铅参杂 的氧化锋薄膜、金属银或者金薄膜；所述阳极修饰层为聚己撑二氧喔吩和聚苯己帰賴酸轴 (P邸0T ;PSS)的混合薄膜、聚H苯胺的均聚物或共聚物、聚巧哇的均聚物或共聚物、氧化钢 薄膜、氧化媒薄膜、氧化饥薄膜或者氧化鹤薄膜；所述阴极层为铅、银、石墨帰、石墨帰衍生 物，或者为碱金属、碱±金属、碱金属化合物、碱±金属化合物中的一种W上组成的复合膜， 或者为由铅或银覆盖的碱金属、碱±金属、碱金属化合物、碱±金属化合物中的一种W上组 成的复合膜；所述金属氧化物为氧化锋、氧化铁或者氧化铅。
5. 权利要求1所述机/聚合物太阳电池器件的制备方法，其特征在于；由下到上由衬 底、阳极层、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层和阴极层组成的器件的制备方法，包括如下步 骤： (1) 在衬底上通过溶液加工法或者真空蒸锻法依次制备阳极层、阳极修饰层和活性 层； (2) 将天然色素或者天然色素衍生物溶解在溶剂中，然后通过溶液加工法将天然色素 或者天然色素衍生物制备于活性层上，获得阴极修饰层； (3) 在阴极修饰层上通过溶液加工法或者真空蒸锻法制备阴极层，得到所述有机/聚 合物太阳电池器件。
6. 权利要求1所述机/聚合物太阳电池器件的制备方法，其特征在于；由下到上由衬 底、阴极层、金属氧化物、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层和阳极层组成的器件的制备方 法，包括如下步骤： (1) 在衬底上通过溶液加工法或者真空蒸锻法依次制备阴极层、金属氧化物层； (2) 将天然色素或者天然色素衍生物溶解在溶剂中，然后通过溶液加工法将天然色素 或者天然色素衍生物制备于金属氧化物上，获得阴极修饰层； (3) 在阴极修饰层上通过溶液加工法制备活性层； (4) 在活性层上通过溶液加工法或者真空蒸锻法制备阳极修饰层； (5) 在阳极修饰层上通过溶液加工法或者真空蒸锻法制备阳极层，得到所述有机/聚 合物太阳电池器件。
7. 根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：所述的溶液加工法为旋涂、巧U 涂、喷涂、浸涂、親涂、丝网印刷、印刷或喷墨打印方法。
8. 根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂包括有机溶剂、水或者 混合溶剂；所述的有机溶剂为有机极性溶剂；所述混合溶剂由有机极性溶剂组成，所述有 机极性溶剂包括醇、有机酸、N，N-二甲基甲醜胺和N，N-二甲基己醜胺中的一种W上。
9. 根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：所述的天然色素或者天然色素 衍生物在溶剂中的溶度为0. 1?20毫克每毫升。
【专利摘要】本发明公开一种有机/聚合物太阳电池器件及其制备方法。该太阳电池器件包括如下两种结构，其一为由下到上由衬底、阳极层、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层和阴极层组成，其二为由下到上由衬底、阴极层、金属氧化物、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层和阳极层组成；所述阴极修饰层为天然色素或天然色素衍生物。所述方法为：将具有水/醇溶性的天然色素及其衍生物通过溶液加工的方法制作在正置或者倒置型光伏器件的活性层和阴极之间，从而达到提高有机/高分子太阳电池填充因子、开路电压和能量转换效率的目的。基于该类天然色素及其衍生物的应用，可以获得高光伏性能的有机/高分子太阳电池器件。
【IPC分类】H01L51-48, H01L51-44, H01L51-42
【公开号】CN104576931
【申请号】CN201510013492
【发明人】张斌, 徐进, 余磊, 杨伟, 曹镛
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日