權(quán)利要求書： 1.有機(jī)太陽能電池的活性層，其特征在于，由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成，所述活性層中，Bi2O2S粉末的摻雜質(zhì)量百分比為0.5～5％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)太陽能電池的活性層，其特征在于，所述Bi2O2S粉末的粒徑大小為10～100nm。

3.有機(jī)太陽能電池的活性層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：首先將Bi2O2S粉末研磨并分散在二氯苯溶劑中，超聲分散，過濾，得到Bi2O2S濾液；其次將P3HT和PCBM混合均勻后滴加Bi2O2S濾液配置成質(zhì)量濃度為15～20mg/ml的溶液，攪拌10～

12小時(shí)，Bi2O2S的摻雜質(zhì)量百分比為0.5～5％；經(jīng)旋涂后放置2～3小時(shí)自然晾干，隨后以100～150℃退火處理5～10分鐘。

4.有機(jī)太陽能電池，其特征在于，依次包括陰極基底、電子傳輸層、權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的活性層、空穴傳輸層以及陽極層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池，其特征在于，所述陰極基底為銦錫氧化物玻璃。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層為MoO3。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池，其特征在于，所述陽極層為銀。

8.有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、清洗陰極基底，并對(duì)所述陰極基底的陰極層表面進(jìn)行表面處理；

步驟二、在經(jīng)過步驟一表面處理過的所述陰極層表面依次旋涂電子傳輸層、活性層；所述活性層由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成；

步驟三、在步驟二所述的活性層表面依次蒸鍍空穴傳輸層以及陽極層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟一所述清洗陰極基底，具體為：首先依次用洗潔精、去離子水、丙酮、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗15～20分鐘；此后在70℃～80℃真空干燥箱中烘干。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟一所述的表面處理具體為：進(jìn)行10～15分鐘的等離子表面處理。

說明書： 有機(jī)太陽能電池的活性層及其制備方法、有機(jī)太陽能電池及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)太陽能電池的活性層及其制備方法、有機(jī)太陽能電池及其制備方法。背景技術(shù)[0002] 有機(jī)太陽能電池由于其原料來源廣、加工容易、易于進(jìn)行物理與化學(xué)改性、電池器件結(jié)構(gòu)多樣、價(jià)格便宜、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。但有機(jī)太陽能電池與傳統(tǒng)無機(jī)硅太陽能電池相比，有機(jī)太陽能電池在光電轉(zhuǎn)換效率較低，這限制了其進(jìn)一步發(fā)展。[0003] 有機(jī)太陽能電池工作原理為：(1)光透過ITO電極照到活性層上，活性層吸收光子產(chǎn)生激子；[0004] 激子擴(kuò)散到給體/受體界面處；(2)受體中的激子將空穴轉(zhuǎn)移到給體上，給體中的激子將電子轉(zhuǎn)移到受體上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電荷分離；(3)電子和空穴分別順著受體與給體向陰極與陽極擴(kuò)散；(4)電子和空穴在陰極和陽極界面上分別被陰極和陽極收集，并由此產(chǎn)生光電流和光電壓。[0005] 研究表明限制有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率有兩大因素：(1)激子的解離與電荷傳輸，由于有機(jī)物本身的特性導(dǎo)致激子分離效率低，激子擴(kuò)散長度短，電荷傳輸效率低等；(2)有機(jī)太陽能電池的可見光吸收范圍不夠?qū)挘瑢?dǎo)致僅吸收一部分太陽光。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種有機(jī)太陽能電池的活性層，有效的提升有機(jī)太陽能電池的電荷傳輸效率，提高活性層的電荷分離效率并減少電子空穴對(duì)的復(fù)合，增強(qiáng)了活性層的吸光性，最終提高摻雜有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。[0007] 本發(fā)明的目的之二在于提供上述有機(jī)太陽能電池的活性層的制備方法。[0008] 本發(fā)明的目的之三在于提供一種有機(jī)太陽能電池。[0009] 本發(fā)明的目的只是在于提供上述有機(jī)太陽能電池的制備方法。[0010] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：[0011] 有機(jī)太陽能電池的活性層，由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成，所述活性層中，Bi2O2S粉末的摻雜質(zhì)量百分比為0.5～5％。[0012] 所述Bi2O2S粉末的粒徑大小為10?100nm。[0013] 有機(jī)太陽能電池的活性層的制備方法，包括以下步驟：[0014] 首先將Bi2O2S粉末研磨并分散在二氯苯溶劑中，超聲分散，過濾，得到Bi2O2S濾液；其次將P3HT和PCBM混合均勻后滴加Bi2O2S濾液配置成質(zhì)量濃度為15～20mg/ml的溶液，攪拌

10～12小時(shí)，摻雜Bi2O2S質(zhì)量百分比為0.5～5％；經(jīng)旋涂后放置2～3小時(shí)自然晾干，隨后以

100～150℃退火處理5～10分鐘。

[0015] 有機(jī)太陽能電池，依次包括陰極基底、電子傳輸層、所述的活性層、空穴傳輸層以及陽極層。[0016] 所述陰極基底為銦錫氧化物玻璃。[0017] 所述空穴傳輸層為MoO3。[0018] 所述陽極層為銀。[0019] 有機(jī)太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：[0020] 步驟一、清洗陰極基底，并對(duì)所述陰極基底的陰極層表面進(jìn)行表面處理；[0021] 步驟二、在經(jīng)過步驟一表面處理過的所述陰極層表面依次旋涂電子傳輸層、活性層；所述活性層由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成；[0022] 步驟三、在步驟二所述的活性層表面依次蒸鍍空穴傳輸層以及陽極層。[0023] 步驟一所述清洗陰極基底，具體為：首先依次用洗潔精、去離子水、丙酮、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗15～20分鐘；此次在70℃～80℃真空干燥箱中烘干。[0024] 步驟一所述的表面處理具體為：進(jìn)行10～15分鐘的等離子表面處理。[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：[0026] 本發(fā)明的有機(jī)太陽能電池的活性層，通過在活性層中摻雜高電導(dǎo)率、高電荷分離以及較好的吸光性的Bi2O2S粉末；首先，Bi2O2S粉末具有較高的電導(dǎo)率，可以有效的提升有機(jī)太陽能電池的電荷傳輸效率；其次Bi2O2S電荷分離能力優(yōu)異，能提高活性層的電荷分離效率并減少電子空穴對(duì)的復(fù)合；最后Bi2O2S有較強(qiáng)的可見光吸收范圍，能增強(qiáng)活性層的吸光性，最終提高摻雜有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。附圖說明[0027] 圖1為本發(fā)明的摻雜有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。[0028] 圖2為摻雜有機(jī)太陽能電池器件的制備方法流程圖。[0029] 圖3為實(shí)施例1的太陽能器件的電流密度與電壓關(guān)系圖。具體實(shí)施方式[0030] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。[0031] 實(shí)施例1[0032] 本實(shí)施例1中的摻雜有機(jī)太陽能電池器件結(jié)構(gòu)為：ITO/ZnO/P3HT:PCBM:Bi2O2S/MoO3。如圖1所示，依次包括陰極基底01、空穴傳輸層02、活性層03、空穴傳輸層04以及陽極層05。[0033] 如圖2所示，上述摻雜有機(jī)太陽能電池的制備工藝流程如下：[0034] 步驟1、依次用洗潔精、去離子水、丙酮、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗20分鐘；此次在80℃真空干燥箱中烘干。[0035] 步驟2、對(duì)所述清洗烘干的陰極基底(ITO)表面進(jìn)行10分鐘的等離子表面處理，該處理方法利用微波下生成臭氧的強(qiáng)氧化性來清洗ITO表面殘留有機(jī)物等，同時(shí)可以使ITO表面氧空位提高，提高ITO表面的功函數(shù)。[0036] 步驟3、在經(jīng)過步驟2處理過的ITO表面旋涂ZnO溶液，在200℃條件下退火處理1小時(shí)形成電子傳輸層，其厚度為5nm。[0037] 步驟4、在上述電子傳輸層表面旋涂活性層溶液；所述活性層為由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成，其中中Bi2O2S粉末摻雜質(zhì)量百分比為0.5％，Bi2O2S粉末粒徑大小為100nm，所述活性層厚度為200nm。所述活性層制備工藝為：首先將Bi2O2S粉末研磨并分散在二氯苯溶劑中，將上述混合液超聲分散，用0.22μm的有機(jī)濾頭過濾，并計(jì)算所述濾液濃度；

其次將P3HT和PCBM混合均勻后滴加一定質(zhì)量比的上述Bi2O2S濾液配置成質(zhì)量濃度為20mg/ml的溶液，攪拌12小時(shí)，摻雜Bi2O2S質(zhì)量百分比為0.5％；最后在電子傳輸層表面上旋涂活性層溶液，轉(zhuǎn)數(shù)為1000rpm，時(shí)間為40s，活性層厚度為200nm左右；所述活性層旋涂完成后放置

3小時(shí)自然晾干，隨后以120℃退火處理7分鐘。

[0038] 步驟5、在上述活性層表面蒸鍍空穴傳輸層MoO3，其厚度為2nm。[0039] 步驟6、在上述空穴傳輸層表面蒸鍍陽極層銀，其厚度為100nm。[0040] 上述步驟結(jié)束后得到摻雜有機(jī)太陽能電池。[0041] 圖3為實(shí)施例1的摻雜有機(jī)太陽能電池與比較例中未摻雜有機(jī)太陽能電池的電流密度與電壓關(guān)系曲線圖；其中曲線1為比較例中未摻雜有機(jī)太陽能電池(結(jié)構(gòu)為：ITO/ZnO/P3HT:PCBM/MoO3/Ag)的電流密度與電壓曲線，曲線2為實(shí)施例1的摻雜有機(jī)太陽能電池(結(jié)構(gòu)為：ITO/ZnO/P3HT:PCBM：Bi2O2S/MoO3/Ag)的電流密度與電壓曲線；從圖3可以看出比較例2

中未摻雜有機(jī)太陽能電池其開路電壓(oc)為0.62,短路電流密度(Jsc)為8.2mA/cm ；實(shí)施

2

例1的摻雜有機(jī)太陽能電池其開路電壓(oc)為0.63,短路電流密度(Jsc)為9.1mA/cm 。這說明摻雜Bi2O2S以后能有效提高電荷分離和電荷傳輸效率，從而提高短路電流密度。

[0042] 表1[0043][0044] 從表1可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1的短路電流密度(Jsc)從8.20mA/cm2提升到9.10mA/cm2，填充因子(FF)從56.12％提升到61.66％，這說明了摻雜Bi2O2S以后的有機(jī)太陽能電池其吸收光的能力、激子分離效率以及載流子遷移率都有效提升了，從而使太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率從2.85％提高到3.53％，轉(zhuǎn)換效率提高了23.85％。[0045] 實(shí)施例2[0046] 本實(shí)施例2中的摻雜有機(jī)太陽能電池器件結(jié)構(gòu)為：ITO/ZnO/P3HT:PCBM:Bi2O2S/MoO3。[0047] 上述摻雜有機(jī)太陽能電池的制備工藝流程如下：[0048] 步驟1、依次用洗潔精、去離子水、丙酮、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗20分鐘；此次在80℃真空干燥箱中烘干。[0049] 步驟2、對(duì)所述清洗烘干的陰極基底(ITO)表面進(jìn)行10分鐘的等離子表面處理，該處理方法利用微波下生成臭氧的強(qiáng)氧化性來清洗ITO表面殘留有機(jī)物等，同時(shí)可以使ITO表面氧空位提高，提高ITO表面的功函數(shù)。[0050] 步驟3、在經(jīng)過步驟2處理過的ITO表面旋涂ZnO溶液，在200℃條件下退火處理1小時(shí)形成電子傳輸層，其厚度為5nm。[0051] 步驟4、在上述電子傳輸層表面旋涂活性層溶液；所述活性層為由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成，其中中Bi2O2S粉末摻雜質(zhì)量百分比為1％，Bi2O2S粉末粒徑大小為200nm，所述活性層厚度為200nm。所述活性層制備工藝為：首先將Bi2O2S粉末研磨并分散在二氯苯溶劑中，將上述混合液超聲分散，用0.22μm的有機(jī)濾頭過濾，并計(jì)算所述濾液濃度；

其次將P3HT和PCBM混合均勻后滴加一定質(zhì)量比的上述Bi2O2S濾液配置成質(zhì)量濃度為20mg/ml的溶液，攪拌12小時(shí)，摻雜Bi2O2S質(zhì)量百分比為1％；最后在電子傳輸層表面上旋涂活性層溶液，轉(zhuǎn)數(shù)為1000rpm，時(shí)間為40s，活性層厚度為200nm；所述活性層旋涂完成后放置2小時(shí)自然晾干，隨后以100℃退火處理7分鐘。

[0052] 步驟5、在上述活性層表面蒸鍍空穴傳輸層MoO3，其厚度為2nm。[0053] 步驟6、在上述空穴傳輸層表面蒸鍍陽極層銀，其厚度為80nm。[0054] 上述步驟結(jié)束后得到摻雜有機(jī)太陽能電池。[0055] 本實(shí)施例指制備得到的有機(jī)太陽能電池器件的測試結(jié)果與實(shí)施例1類似，再次不再贅述。[0056] 實(shí)施例3[0057] 本實(shí)施例3中的摻雜有機(jī)太陽能電池器件結(jié)構(gòu)為：ITO/ZnO/P3HT:PCBM:Bi2O2S/MoO3。[0058] 上述摻雜有機(jī)太陽能電池的制備工藝流程如下：[0059] 步驟1、依次用洗潔精、去離子水、丙酮、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗20分鐘；此次在80℃真空干燥箱中烘干。[0060] 步驟2、對(duì)所述清洗烘干的陰極基底(ITO)表面進(jìn)行10分鐘的等離子表面處理，該處理方法利用微波下生成臭氧的強(qiáng)氧化性來清洗ITO表面殘留有機(jī)物等，同時(shí)可以使ITO表面氧空位提高，提高ITO表面的功函數(shù)。[0061] 步驟3、在經(jīng)過步驟2處理過的ITO表面旋涂ZnO溶液，在200℃條件下退火處理1小時(shí)形成電子傳輸層，其厚度為5nm。[0062] 步驟4、在上述電子傳輸層表面旋涂活性層溶液；所述活性層為由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成，其中中Bi2O2S粉末摻雜質(zhì)量百分比為3％，Bi2O2S粉末粒徑大小為150nm，所述活性層厚度為200nm。所述活性層制備工藝為：首先將Bi2O2S粉末研磨并分散在二氯苯溶劑中，將上述混合液超聲分散，用0.22μm的有機(jī)濾頭過濾，并計(jì)算所述濾液濃度；

其次將P3HT和PCBM混合均勻后滴加一定質(zhì)量比的上述Bi2O2S濾液配置成質(zhì)量濃度為20mg/ml的溶液，攪拌12小時(shí)，摻雜Bi2O2S質(zhì)量百分比為3％；最后在電子傳輸層表面上旋涂活性層溶液，轉(zhuǎn)數(shù)為1000rpm，時(shí)間為40s，活性層厚度為200nm左右；所述活性層旋涂完成后放置3小時(shí)自然晾干，隨后以120℃退火處理7分鐘。

[0063] 步驟5、在上述活性層表面蒸鍍空穴傳輸層MoO3，其厚度為2nm。[0064] 步驟6、在上述空穴傳輸層表面蒸鍍陽極層銀，其厚度為100nm。[0065] 上述步驟結(jié)束后得到摻雜有機(jī)太陽能電池。[0066] 本實(shí)施例指制備得到的有機(jī)太陽能電池器件的測試結(jié)果與實(shí)施例1類似，再次不再贅述。[0067] 實(shí)施例4[0068] 本實(shí)施例4中的摻雜有機(jī)太陽能電池器件結(jié)構(gòu)為：ITO/ZnO/P3HT:PCBM:Bi2O2S/MoO3。[0069] 上述摻雜有機(jī)太陽能電池的制備工藝流程如下：[0070] 步驟1、依次用洗潔精、去離子水、丙酮、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗20分鐘；此次在80℃真空干燥箱中烘干。[0071] 步驟2、對(duì)所述清洗烘干的陰極基底(ITO)表面進(jìn)行10分鐘的等離子表面處理，該處理方法利用微波下生成臭氧的強(qiáng)氧化性來清洗ITO表面殘留有機(jī)物等，同時(shí)可以使ITO表面氧空位提高，提高ITO表面的功函數(shù)。[0072] 步驟3、在經(jīng)過步驟2處理過的ITO表面旋涂ZnO溶液，在200℃條件下退火處理1小時(shí)形成電子傳輸層，其厚度為5nm。[0073] 步驟4、在上述電子傳輸層表面旋涂活性層溶液；所述活性層為由P3HT/PCBM與Bi2O2S粉末摻雜而成，其中中Bi2O2S粉末摻雜質(zhì)量百分比為5％，Bi2O2S粉末粒徑大小為100nm，所述活性層厚度為200nm。所述活性層制備工藝為：首先將Bi2O2S粉末研磨并分散在二氯苯溶劑中，將上述混合液超聲分散，用0.22μm的有機(jī)濾頭過濾，并計(jì)算所述濾液濃度；

其次將P3HT和PCBM混合均勻后滴加一定質(zhì)量比的上述Bi2O2S濾液配置成質(zhì)量濃度為20mg/ml的溶液，攪拌12小時(shí)，摻雜Bi2O2S質(zhì)量百分比為5％；最后在電子傳輸層表面上旋涂活性層溶液，轉(zhuǎn)數(shù)為1000rpm，時(shí)間為40s，活性層厚度為200nm左右；所述活性層旋涂完成后放置3小時(shí)自然晾干，隨后以150℃退火處理7分鐘。

[0074] 步驟5、在上述活性層表面蒸鍍空穴傳輸層MoO3，其厚度為2nm。[0075] 步驟6、在上述空穴傳輸層表面蒸鍍陽極層銀，其厚度為100nm。[0076] 上述步驟結(jié)束后得到摻雜有機(jī)太陽能電池。[0077] 本實(shí)施例指制備得到的有機(jī)太陽能電池器件的測試結(jié)果與實(shí)施例1類似，再次不再贅述。[0078] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。