CN103346259B

CN103346259B - 一种有机太阳能电池

Info

Publication number: CN103346259B
Application number: CN201310272060.4A
Authority: CN
Inventors: 唐建新; 谢浩俊; 李艳青; 马国富
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-07-01
Also published as: CN103346259A

Abstract

本发明公开了一种有机太阳能电池，包括:收集空穴的阳极；收集电子的阴极；产生空穴-电子对的光活性层，介于所述的阳极和阴极之间；电子传输层，介于所述的阴极和光活性层之间；其中，所述的电子传输层为有机小分子层，所述的有机小分子层中掺杂有发光材料，对于光活性层未吸收或吸光效率低的波段，所述的发光材料吸收该波段能量，并发射出易于被光活性层吸收的光波段，进而提高光活性层的光吸收效率，有效提高了太阳能电池的光电转换效率。

Description

一种有机太阳能电池

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及了一种有机太阳能电池。

背景技术

时代的发展需要大量能源，而化石能源作为直接的一次能源被大量使用而日益枯竭，成为限制发展的瓶颈。太阳能作为一种源源不断的清洁能源而受到越来越广泛的关注，其中，制作高效率的太阳能电池将太阳能转化为电能成为利用太阳能的重要方法。太阳能电池主要分为无机太阳能电池（主要由硅基或其它无机材料基底制作而成）和有机太阳能电池，有机太阳能电池因具有材料易得、廉价、易于大面积制作、柔性等优点而日益受到重视，因此也逐渐成为一种极具有前景的新型太阳能电池。

有机太阳能电池的结构包括：阳极、空穴传输层、光活性层、电子传输层和阴极，其工作原理主要为采用具有光敏性质的有机物作为光活性层材料，由于有机物中电荷的局域性，太阳光通过透明的阳极进入到光活性层，光活性层的有机物吸收太阳光后被激发，从而产生电子-空穴对，即产生激子（或称为载流子），所述的电子和空穴并被分别解离到所述的电子传输层和空穴传输层，并得以最终传输到所述的阴极和阳极，从而产生光电流，整个过程也可称为光伏效应。

众所周知，有机太阳能电池与硅基类无机太阳能电池相比，其光电转换效率仍然较低，因此提高光电转换效率是有机太阳能电池实现产业化所需要解决的核心技术问题。而由于有机太阳能电池光活性层中的有机物客观存在禁带宽度的限制，使得有机物不可能对所有波段的光谱都进行充分响应，即太阳光谱中的能量较低的光波段不能够激发光活性层的有机物以产生激子，因而也导致了有机太阳能电池对于太阳光的吸收是局限的，因此在不影响其它性能的前提下，提高光活性层的光吸收效率成为提高有机太阳能电池的一个有效的重要手段。目前已有一些关于提高光活性层的光吸收效率的多种技术公开，如通过对光活性层有机物具体选用材料的优化改进来提高其光吸收效率。又如本申请人的在先申请专利，其公开号为CN102751439A，公开了一种有机太阳能电池，通过其通过在电子传输层和/或空穴传输层中设有金属纳米颗粒，通过金属纳米颗粒的表面等离子体效应增强了光活性层对光的吸收，使太阳能电池的光电流增加，从而明显提高有机太阳能电池器件的光电转化效率。

以上方法均在一定程度上有效提高了有机太阳能电池的光吸收效率，但对于有效实现有机太阳能电池的产业化需求来说显然仍然是不够的，如何进一步提高光活性层的光吸收效率目前仍然是重要且急待不断研究的技术命题。

发明内容

有鉴于此，本申请人基于致力从事在有机太阳能电池的多年研究经验和积累的专业知识，经过大量实验摸索验证，提出本发明申请，本发明的目的在于提出一种有机太阳能电池，能够有效提高光活性层的光吸收效率，从而进一步提高有机太阳能电池的光电转换效率，加快实现有机太阳能电池的产业化进程。

根据本发明的目的提出的一种有机太阳能电池，其中，包括:

收集空穴的阳极；

收集电子的阴极；

产生空穴-电子对的光活性层，介于所述的阳极和阴极之间；

电子传输层，介于所述的阴极和光活性层之间；

其中，所述的电子传输层为有机小分子层，所述的有机小分子层中掺杂有发光材料，对于光活性层未吸收或吸光效率低的波段，所述的发光材料吸收该波段能量，并发射出易于被光活性层吸收的光波段，进而提高光活性层的光吸收效率。

优选地，还包括空穴传输层，介于所述的阳极和光活性层之间。

优选地，所述的发光材料选自Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mppy)3、Ir(pq)2(acac)、Ir(bt)2(acac)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(pq)3、Ir(flq)2(acac)、Ir(fliq)2(acac)、Ir(piq)2(acac)、Ir(piq)3、Ir(btp)2(acac)、C545T、DCM、DCJTB、Perylene、DPAVBi、DPAVB、BDAVBi、FirPic或Rubrene中的一种或几种的混合。

优选地，所述的有机小分子层的有机小分子为Alq3、BCP、BPhen、Liq、BAlq、3TPYMB、TAZ或TPBi中的一种或几种的混合。

为了节省文字篇幅，本发明对有机分子主要采用了简化名称标示，具体的对应名称表请见下表1：

表1对应名称表

优选地，所述的有机小分子层中发光材料的掺杂浓度等于或小于50%。进一步优选地，所述的有机小分子层中发光材料的掺杂浓度可选择在1-10%。

优选地，所述的电子传输层的厚度范围在1-200nm。

在传统的有机太阳能电池中，一般采用在玻璃或塑料衬底上制作透明导电氧化物（TCO；TransparentConductingOxide）镀膜层，并将镀有TCO的玻璃或塑料基板作为电池的阳极基片，然后在阳极基片上形成空穴收集层，所述的空穴收集层材料一般采用聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚4-甲苯磺酸（PEDOT：PSS）等导电聚合物，然而在实际应用中发现，空穴收集层中的材料会对阳极的TCO镀膜层产生腐蚀，严重影响了有机太阳能电池的使用寿命。

为解决上述技术问题，优选地，本发明所述的太阳能电池为倒置结构，所述的倒置结构是指所述的阴极作为太阳光接收面，太阳光通过阴极进入所述的光活性层；进一步优选地，所述的阴极在基板上制作形成，其材料为透明材质的TCO或含有掺杂物的TCO，所述的阳极的材料为金属。

优选地，所述的空穴收集层可以为过渡金属氧化物或导电聚合物。

优选地，还包括用于调节光在各层的强度分布的缓冲层，所述的缓冲层与所述的阴极或所述的阳极相邻。

优选地，所述的电子传输层的制作方法选自共蒸镀、溶液旋涂、喷涂、丝网印刷、喷墨印刷、化学合成、电子束沉积或自组装。

当然地，本发明可以结合本申请人的在先优化技术方案以及其它在先出现的相关技术方案以进一步提高本发明所述有机太阳能电池的光电转换效率，即实施效果会更好，相信这些结合均属于本领域技术人员的常规选择，且同样属于本发明的权利要求保护范围，在此不再具体文字赘述。

本发明提供的有机太阳能电池，由于其电子传输层是由发光材料与有机小分子以一定比例组成的混合层，对于光活性层未吸收或吸光效率低的波段，所述的发光材料吸收该波段能量，并发射出易于被光活性层有机物吸收的光波段，间接扩大了光活性层有机物的太阳光谱吸收波段范围，进而提高光活性层的光吸收效率，有效提高了太阳能电池的光电转换效率；进一步地，本发明将太阳能电池设置为倒置结构，即将所述的阴极作为太阳光接收面，太阳光通过阴极进入所述的光活性层，所述的阴极在基板上制作形成，当其材料采用优选的透明材质的TCO或含有掺杂物的TCO，所述的阳极材料为金属时，由于本发明所述的电子传输层为中性的有机小分子层，不会腐蚀阴极的TCO材料，在满足相同性能的前提下，还有效避免了现有非倒置结构的有机太阳能电池中的空穴收集层的材料对阳极的TCO薄膜层造成腐蚀的情况发生，大大延长了太阳能电池的使用寿命。

附图说明

附图1是本发明有机太阳能电池的第一实施例方式的结构分布示意图；

附图2是本发明有机太阳能电池的第四实施例方式的结构分布示意图；

附图3是本发明有机太阳能电池的第五实施例方式的结构分布示意图；

附图4是本发明有机太阳能电池的第六实施例方式的结构分布示意图；

附图5是本发明有机太阳能电池的第七实施例方式的结构分布示意图；

附图6是本发明有机太阳能电池的第一实施例方式的制作步骤顺序框图；

附图7是本发明有机太阳能电池的第四实施例方式的制作步骤顺序框图；

附图8是本发明有机太阳能电池的第五实施例方式的制作步骤顺序框图；

附图9是本发明有机太阳能电池的第六实施例方式的制作步骤顺序框图；

附图10是本发明有机太阳能电池的第七实施例方式的制作步骤顺序框图；

附图11为本发明的第一至第三实施例方式和现有技术的有机太阳能电池在100W/cm²条件照射下得到的电流-电压曲线对比图；

附图12为本发明第一至第三实施例方式和现有技术的有机太阳能电池在100W/cm²条件照射下得到的外量子效率曲线对比图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种有机太阳能电池，其中，包括:

收集空穴的阳极；

收集电子的阴极；

产生空穴-电子对的光活性层，介于所述的阳极和阴极之间；

电子传输层，介于所述的阴极和光活性层之间；

空穴传输层，介于所述的阳极和光活性层之间；

其中，所述的电子传输层为有机小分子层，所述的有机小分子层中掺杂有发光材料，对于光活性层未吸收或吸光效率低的波段，所述的发光材料吸收该波段能量，并发射出易于被光活性层吸收的光波段，进而提高光活性层的光吸收效率；

所述的发光材料选自Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mppy)3、Ir(pq)2(acac)、Ir(bt)2(acac)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(pq)3、Ir(flq)2(acac)、Ir(fliq)2(acac)、Ir(piq)2(acac)、Ir(piq)3、Ir(btp)2(acac)、C545T、DCM、DCJTB、Perylene、DPAVBi、DPAVB、BDAVBi、FirPic或Rubrene中的一种或几种的混合，当然也可以采用其它相等同的材料；

所述的有机小分子层的有机小分子为Alq3、BCP、BPhen、Liq、BAlq、3TPYMB、TAZ或TPBi中的一种或几种的混合，当然也可以采用其它相等同的材料。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些较为优选的实施例方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图和实施例获得其它的附图和实施例方式。

第一实施例方式

参见图1，图1为本发明有机太阳能电池的第一实施例方式的结构分布示意图。如图1所示，有机太阳能电池10为倒置结构，具体包括一基板11，基板11的材料可以是硬质的，如玻璃或石英，也可以是柔性的，如柔性高分子。可用来作为柔性基板的高分子材料包括（但不限于）：聚萘二甲酸乙二酯（PEN；polyethylenenaphthalate）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET；polyethyleneterephthalate）、聚酰胺（polyamide）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate）、聚碳酸酯（Polycarbonate）或聚氨酯（polyurethane）。柔性基板可应用在连续制程上，例如网迭式涂布或迭层制程。此外，基板除了绝缘材质外，也可使用导电材质，例如钛、铝、铜、镍等金属材质。基板的厚度并无特别限定，可依照实际需要作适当的调整。

基板11表面上设置有阴极12，阴极12作为太阳光接收面，为透明材质，具体材料可选用TCO或金属（如半透明的Au），以使太阳光可通过阴极12到达光活性层13。优选的阴极12材料为TCO或含有掺杂物（doped）的TCO，包括（但不限于）：氧化锡、掺氟氧化锡、氧化铟锡（ITO；indiumtinoxide）和/或偶氮氧化物（AZO）等；阴极12可用任何传统的方法在基板11上形成，例如气相沉积、溅镀、蒸镀等。

阴极12上形成有掺杂有发光材料的有机小分子层，即为电子传输层13，其中，所述的发光材料为C545T，所述的有机小分子层的有机小分子为Alq3，其中C545T的掺杂浓度为3%；所述的电子传输层的厚度范围在1-200nm，具体厚度可以实际需要进行选择。

所述的电子传输层13的制作方法选自共蒸镀、溶液旋涂、喷涂、丝网印刷、喷墨印刷、化学合成、电子束沉积或自组装，或通过其它相等同的方法获得，其中，溶液旋涂为优选的制作方法，不仅具有节约能源和资源的优势，且操作简单。

电子传输层13上形成有光活性层14，光活性层14包括给体材料和受体材料，所述的给体材料和受体材料可以为混合制作而成的体异质结层结构，也可以是分别成膜制作而成的双层体异质结层结构；优选地，所述的给体材料为共轭高聚物，共轭高聚物包括但不限于：聚（3-己基噻吩）（P3HT；poly-3-hexylthiophene）、聚乙炔（Polyacetylene）、聚异苯并噻吩（PITN；polyisothianaphthene）、聚噻吩(PT；polythiophene)、聚吡咯（PPr；polypyrrole）；聚芴（PF；polyfluorene）、聚苯（PPP；poly（p-phenylene））、聚亚苯基乙烯（PPV；poly(phenylenevinylene)）的衍生物；所述的给体材料也可以为共轭有机小分子，如酞菁铜（CuPc）、亚酞菁（SubPc；chloroboronsubphtha-locyanine）、SubNc（chloroboronsubnaphthalocyanine）、酞菁铜（ZnPc）、钛菁氧钛（OTiPc）、并五苯（Pentacene）等；所述的受体材料包括（但不限于）：聚（氰基苯撑乙烯）、富勒烯及其衍生物、有机分子、有机金属、无机纳米粒子，优选为富勒烯及其衍生物，如PCBM（(6,6)-Phenyl-C61-butyricacidmethylester），PC₇₀BM（(6,6)-Phenyl-C71-butyricacidmethylester），ICBA(indene-C60bisadduct)，IC₇₀BA(indene–C70bisadduct)等。

在制作光活性层14时，优选地，将给体材料和受体材料混合在溶剂中得到给体-受体混合溶液，然后将所得的给体-受体混合溶液以旋转涂布的方式沉积在电子传输层13上；除了旋转涂布外，其它常用的沉积方式还包括：喷涂、丝网印刷、喷墨印刷等，或通过其它相等同的方法获得。

光活性层14上还形成有空穴传输层15，所述的空穴收集层15可以为过渡金属氧化物或导电聚合物。具体优选地，所述的过渡金属氧化物包括但不限于：三氧化钼（MoO₃）、三氧化钨（WO₃）、氧化镍（NiO）和/或五氧化二钒（V₂O₅），也可以为其它相等同的材料，如氧化锌、氧化钛等；所述的导电聚合物包括但不限于：PEDOT:PSS（poly(3,4-ethylenedioxythiophene)：poly(styrenesulfonate)），或其它相等同的公知材料。

所述的空穴传输层15可以通过共蒸镀的方法获得，也可以通过溶液旋涂、喷涂、丝网印刷、喷墨印刷等方法获得，或通过其它相等同的方法获得。

空穴传输层15上形成有阳极16，阳极16的材料可以为金属或导电氧化物，优选为不透光或透光率低的金属，例如铝（Al）、镁（Mg）、银（Ag）、金（Au）、铂（Pt）、铜（Cu）中的一种或几种的合金，如铝镁合金(Mg/Al)、银镁合金(Ag/Ag)，所述的金属还可以为层状结构，如为氟化锂:铝（LiF/Al）。阳极的制作方法通常采用蒸镀法沉积，当然亦可采用其它沉积方法。

参见图6，图6为本第一实施例方式的有机太阳能电池10的制作步骤顺序框图，当各结构选用具体的优选材料：基板11材料选用透明导电玻璃，阴极12选用透明ITO薄膜，光活性层14的给体材料选用P3HT(poly(3-hexylthiophene))，受体材料选用PCBM（(6,6)-Phenyl-C61-butyricacidmethylester），空穴传输层15材料选用MoO₃，阳极16材料选用Al，结合具体的优选材料选择，具体说明图6所示的各个步骤：

步骤101：在基板11上制作阴极12，其具体制作工序可以为：

选用透明导电玻璃为基板11，在基板11上涂布透明ITO薄膜，该形成的透明ITO薄膜作为阴极12。

当在玻璃基板11上涂布透明ITO薄膜的步骤完成后，将涂布有TCO薄膜的基板放入超声水浴中，并分别利用丙酮、无水乙醇和去离子水作为溶剂对所述透明ITO薄膜进行超声清洗，清洗时间可以选择在20-30min范围内，然后放入干燥箱进行烘干。

步骤102：在阴极12上制作电子传输层13，其具体制作工序可以为：

将上述步骤101得到的ITO衬底置于旋涂仪的吸盘上，向ITO衬底旋涂掺杂浓度为3%的C545T的有机小分子混合溶液，其中有机小分子为Alq₃，旋涂速率控制在500-10000r/min范围内，根据电子传输层的厚度要求设置旋涂时间，旋涂完成后，对电子传输层进行热退火，退火温度控制在50-150摄氏度，也可以根据实际需要而设定，退火时间可以控制在5-30分钟之间，也可以根据实际需要而设定。

步骤103：在电子传输层13上制作光活性层14，其具体制作工序可以为：

将上述步骤102得到的已经沉积有电子传输层13的ITO衬底放入充满氮气的手套箱中，在电子传输层13之上旋涂聚合物P3HT：PCBM混合溶液。具体的进行旋涂时的旋转速度以及旋涂时间可以根据需要设定，如旋涂时旋转速度可以为300-10000r/min，旋涂时间为10-240sec，并在旋涂完成后自然挥发至干，挥发的时间可以控制在20-200min，然后在手套箱中对ITO衬底加热至指定温度（如，可以在100-200摄氏度之间），并保持改指定温度一定时间（如5-30min），直至由聚合物P3HT：PCBM混合溶液形成的光活性层14比较稳定。

步骤104：在光活性层14上制作空穴收集层15，其具体制作工序可以为：

首先将上述步骤103得到的已经沉积有光活性层14和电子传输层13的ITO衬底在移至真空蒸发舱内，以设定的蒸发速率蒸发MoO3层，该形成的MoO3层作为空穴传输层15。

步骤105：在空穴收集层15上制作阳极16，其具体制作工序可以为：

在空穴传输层15上沉积设定厚度的Al薄膜，该形成的Al薄膜作为有机太阳能电池的阳极16。沉积Al的速度可以为在0.1-1nm/sec之间，当然也可以根据需要进行设定。

第二实施例方式

可同样参见图1所示的有机太阳能电池的结构，本第二实施例方式与第一实施例方式相比，区别仅在于，阴极12上形成有掺杂有发光材料的有机小分子层，即为电子传输层13，其中，所述的发光材料为C545T，所述的有机小分子层的有机小分子为Alq3，所述的C545T的掺杂浓度为7%，其余技术方案均同第一实施例方式。

第三实施例方式

可同样参见图1所示的有机太阳能电池的结构，本第三实施例方式与第一实施例方式相比，区别仅在于，阴极12上形成有掺杂有发光材料的有机小分子层，即为电子传输层13，其中，所述的发光材料为C545T，所述的有机小分子层的有机小分子为Alq3，所述的C545T的掺杂浓度为10%，其余技术方案均同第一实施例方式。

本申请将本发明的实施例与现有技术的实施效果进行了对比（以太阳能电池的四个核心特性参数——开路电压V_OC、短路电流密度J_SC、填充因子FF光电转换效率n，来进行具体对比，具体见下表2：

表2本发明实施例方式与现有技术的实施效果对比表

由上表2可以看出，与未掺杂发光材料的电子传输层相比，本发明第一实施例方式和第二实施例方式的有机太阳能电池的开路电压基本不变，而其短路电流密度、填充因子、转换效率相对于序号1的现有技术都相对有了提高。

由图11所示的电流-电压曲线对比图和图12所示的外量子效率曲线对比图更可以直观看出，本发明第一实施例方式和第二实施例方式的有机太阳能电池器件的光电流和光电转换效率得到了有效提高。同时还表明，本发明将发光材料掺杂到有机小分子形成电子传输层后，还有效增加了电子传输层的自由电荷，即提高了有机太阳能电池器件的导电性能，可进一步提高有机太阳能电池的光电转换效率。

第四实施例方式

参见图2，图2为本发明有机太阳能电池的第四实施例方式的结构分布示意图。参见图2所示，有机太阳能电池10为非倒置结构，具体包括基板21、以及依次形成于基板21上的阳极22、空穴传输层23、光活性层24、电子传输层25以及阴极26，本第四实施例方式与第一实施例方式相比，其主要区别在于：阳极22直接在基板21表面上制作形成，阳极22作为太阳光接收面，为透明材质，阴极26为不透光金属材质，以及制作顺序的改变。

参见图7所示的本第四实施例方式的有机太阳能电池10的制作步骤顺序框图，其制作顺序包括：

步骤201：在基板21上制作阳极22；

步骤202：在阳极22上制作空穴收集层23；

步骤203：在空穴收集层23上制作光活性层24；

步骤204：在光活性层24上制作电子传输层25；

步骤205：在电子传输层25上制作阴极26；

其余具体结构以及制作方法和原理均可同第一或第二或第三实施例方式，在此不再一一赘述。

第五实施例方式

参见图3，图3为本发明第五实施例方式的有机太阳能电池结构分布示意图。参见图3所示，太阳能电池10为倒置结构，具体包括基板31、以及依次形成于基板31上的阴极32、缓冲层37、电子传输层33、光活性层34、空穴传输层35以及阳极36，本第五实施例方式与第一实施例方式相比，其主要区别在于，还包括用于调节光在各层的强度分布的缓冲层37，所述的缓冲层37介于所述的阴极32与电子传输层33之间，即缓冲层37与阴极32相邻，优选地，所述缓冲层37的材料为过渡金属氧化物或氟化物。

参见图8所示的本第五实施例方式的有机太阳能电池10的制作步骤顺序框图，其制作顺序包括：

步骤301：在基板31上制作阴极32；

步骤302：在阴极32上制作缓冲层37；

步骤303：在缓冲层37上制作电子传输层33；

步骤304：在电子传输层33上制作光活性层34；

步骤305：在光活性层34上制作空穴收集层35；

步骤306：在空穴收集层35上制作阳极36；

优选地，在阴极32上制作缓冲层37的具体方法可采用选自热蒸发、溅射、溶胶-凝胶、电子束沉积、化学合成或自组装，或选自其他任何传统方法，相信具体的工艺方法均为本领域的公知常识；其余具体结构以及制作方法和原理均可同第一或第二或第三实施例方式，在此不再一一赘述。

第六实施例方式

参见图4，图4为本发明第六实施例方式的有机太阳能电池结构分布示意图。参见图4所示，太阳能电池10为倒置结构，具体包括基板41、以及依次形成于基板41上的阴极42、电子传输层43、光活性层44、空穴传输层45、缓冲层47、以及阳极46，本第六实施例方式与第五实施例方式相比，其主要区别在于，所述的缓冲层47介于所述的阳极46与空穴传输层45之间，即缓冲层47与阳极46相邻，优选地，所述缓冲层47的材料为过渡金属氧化物或氟化物。

参见图9所示的本第六实施例方式的有机太阳能电池10的制作步骤顺序框图，其制作顺序包括：

步骤401：在基板41上制作阴极42；

步骤402：在阴极42上制作电子传输层43；

步骤403：在电子传输层43上制作光活性层44；

步骤404：在光活性层44上制作空穴收集层45；

步骤405：在空穴收集层45上制作缓冲层47；

步骤406：在缓冲层47上制作阳极46；

其余具体结构以及制作方法和原理均可同第五实施例方式，在此不再一一赘述。

第七实施例方式

参见图5，图5为本发明第七实施例方式的有机太阳能电池结构分布示意图。参见图5所示，太阳能电池10为倒置结构，具体包括基板51、以及依次形成于基板51上的阴极52、电子传输层53、光活性层54、以及阳极55，本第七实施例方式与第一实施例方式相比，其主要区别在于，不包括空穴传输层。

参见图10所示的本第五实施例方式的有机太阳能电池10的制作步骤顺序框图，其制作顺序包括：

步骤501：在基板51上制作阴极52；

步骤502：在阴极52上制作电子传输层53；

步骤503：在电子传输层53上制作光活性层54；

步骤504：在光活性层54上制作阳极55；

其余具体结构以及制作方法和原理均可同第一或第二或第三或第五或第六实施例方式，在此不再一一赘述。

本发明所述的透明材质意指透光率较好的材料，包括透明、半透明、透明度一般的材料范围。

当然地，结合以上实施例方式在说明书技术方案内容的基础上进行进一步说明，与本发明的第五或第六实施例方式原理相同，在本发明所公开的核心技术内容基础上，本发明所述的太阳能电池还可以结合其它更优化的结构以进一步提高本发明的实施效果，相信这些结合属于本领域技术人员的常规选择或公知常识，只要采用了本发明所述的核心技术内容，均属于本发明的权利要求保护范围，因此具体的优化结构不再一一列举。

对于本发明未具体涉及或展开的技术内容，如有机太阳能电池10制作步骤中的具体工艺参数等相信均为本领域技术人员的常规选择，同时，也可参见本申请人的在先申请专利公开的相关技术内容，专利公开号为CN102751439A，在此不再进行具体文字展开描述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种有机太阳能电池，其特征在于，包括:

收集空穴的阳极；

收集电子的阴极；

产生空穴-电子对的光活性层，介于所述的阳极和阴极之间；

电子传输层，介于所述的阴极和光活性层之间；

2.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，还包括空穴传输层，介于所述的阳极和光活性层之间。

3.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的发光材料选自Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mppy)3、Ir(pq)2(acac)、Ir(bt)2(acac)、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(pq)3、Ir(flq)2(acac)、Ir(fliq)2(acac)、Ir(piq)2(acac)、Ir(piq)3、Ir(btp)2(acac)、C545T、DCM、DCJTB、Perylene、DPAVBi、DPAVB、BDAVBi、FirPic或Rubrene中的一种或几种的混合。

4.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的有机小分子层的有机小分子为Alq3、BCP、BPhen、Liq、BAlq、3TPYMB、TAZ或TPBi中的一种或几种的混合。

5.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的有机小分子层中发光材料的掺杂浓度等于或小于50%。

6.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的电子传输层的厚度范围在1-200nm。

7.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的太阳能电池为倒置结构，所述的倒置结构是指所述的阴极作为太阳光接收面，太阳光通过阴极进入所述的光活性层。

8.如权利要求7所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的阴极在基板上制作形成，其材料为透明材质的TCO或含有掺杂物的TCO，所述的阳极的材料为金属。

9.如权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，还包括用于调节光在各层的强度分布的缓冲层，所述的缓冲层与所述的阴极或所述的阳极相邻。

10.如权利要求7或8所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述的电子传输层的制作方法选自共蒸镀、溶液旋涂、喷涂、丝网印刷、喷墨印刷、化学合成、电子束沉积或自组装。