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一種基于二維黑磷的有機太陽能電池及其制備方法與流程

文檔序號:11102850閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種基于二維黑磷的有機太陽能電池,其特征在于,包括第一電極,第二電極,以及設置于所述第一電極與所述第二電極之間的光活性層,所述光活性層的材料包括黑磷納米片、給體材料和受體材料,所述光活性層中,所述黑磷納米片的質量占比為0.1-50%。

2.如權利要求1所述的有機太陽能電池,其特征在于,所述黑磷納米片的長寬尺寸為1nm-100nm,所述黑磷納米片的厚度為0.5nm-10nm。

3.如權利要求1所述的有機太陽能電池,其特征在于,所述黑磷納米片的表面通過物理吸附或化學鍵合設置有親油修飾層,所述親油修飾層含有親油基團。

4.如權利要求3所述的有機太陽能電池,其特征在于,所述親油修飾層通過將所述黑磷納米片采用長鏈烷基苯磺酸鹽、長鏈烷基苯重氮四氟硼酸鹽、聚乙烯吡咯烷酮或長鏈烷基取代的離子液體修飾得到。

5.如權利要求1所述的有機太陽能電池,其特征在于,所述給體材料選自有機小分子或共軛聚合物中的一種;所述受體材料選自C 60、C70或C60、C70的衍生物中的一種。

6.如權利要求1所述的有機太陽能電池,其特征在于,所述第一電極為陽極,所述第二電極為陰極,或所述第一電極為陰極,所述第二電極為陽極,所述陽極與所述光活性層之間設置有陽極修飾層,所述陰極與所述光活性層之間設置有陰極修飾層,所述陽極修飾層的材質為P型半導體材料,所述陰極修飾層的材質為N型半導體材料。

7.如權利要求6所述的有機太陽能電池,其特征在于,所述P型半導體材料包括過渡金屬氧化物,所述過渡金屬氧化物包括MoO3、V2O5、NiO、ReO3和WO3中的至少一種;所述N型半導體材料包括Ca、ZnO和TiO2中的至少一種。

8.一種基于二維黑磷的有機太陽能電池的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

提供第一電極;

采用涂覆或印刷的方式在所述第一電極上制備光活性層,所述光活性層的材料包括黑磷納米片、給體材料和受體材料;

在所述光活性層上制備第二電極,即得到基于二維黑磷的有機太陽能電池。

9.如權利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述采用涂覆或印刷的方式在所述第一電極上制備光活性層的步驟包括:將所述黑磷納米片進行親油性預處理后得到表面具有親油修飾層的黑磷納米片,然后將所述表面具有親油修飾層的黑磷納米片與給體材料和受體材料一同分散于有機溶劑中,攪拌混合均勻,得到漿料,將所述漿料涂覆或印刷在所述第一電極上,烘干后,即得到所述光活性層。

10.如權利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述親油性預處理的具體操作為:將所述黑磷納米片采用長鏈烷基苯磺酸鹽、長鏈烷基苯重氮四氟硼酸鹽、聚乙烯吡咯烷酮或長鏈烷基取代的離子液體進行表面修飾。

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