CN101661994B - 一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法。以氧化锌(ZnO)或氧化钛(TiO₂)等修饰的氧化铟氧化锡(ITO)或掺杂氟的二氧化锡(FTO)基底作为电池阴极，以高导电率的聚合物电极作为电池阳极的太阳能电池结构，在活性层和聚合物电极之间引入了一层油水两亲性的自组装分子修饰疏水性的聚合物活性层，使活性层表面由疏水变得亲水，从而使具有高导电率的水溶性聚合物电极材料的溶液可以在活性层上形成具有良好的成膜性的电极薄膜，整个太阳能电池制备过程全部通过溶液湿法制备完成，避免了采用金属电极真空蒸镀过程所带来的成本高、设备依赖性强、工艺复杂、能耗高、难以大面积制备的缺点，有效的简化了器件制备工艺。

Description

一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法

技术领域

本发明属于有机聚合物太阳能电池制备技术领域，具体涉及采用氧化锌(ZnO)，氧化钛(TiO₂)等修饰的氧化铟氧化锡(ITO)或掺杂氟的二氧化锡(FTO)电极做电池阴极，通过引入两亲性自组装分子修饰疏水聚合物表面，使有机聚合物太阳能电池活性层表面可附着水溶性的导电聚合物(做阳极)，从而实现全溶液法、无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法。

背景技术

近年来，有机聚合物太阳能电池以其价格低廉、制备工艺简单、可制备大面积柔性器件等优点，成为可再生能源领域研究的热点。1986年C.W.Tang首次报道了以酞青铜为给体层，以苝衍生物为受体层的双层有机太阳能电池，其能量转换效率达到1％。在双层有机太阳能电池中，虽然电子和空穴可以在各自的主体层中有效传输，但激子分离只发生在有限的给受体界面，因此太阳能转换效率相对较低。1995年俞钢等人把作为电子给体的共轭聚合物聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-1，4-对苯乙炔)(MEH-PPV)和作为电子受体的碳六十(C₆₀)共溶于同一个溶剂中，通过旋涂方法，制备了给体和受体相互混合并形成互穿网络结构的共混膜，进而制备所谓体异质结结构的有机聚合物太阳能电池。这种体异质结结构大幅度增加了给受体的界面，有效地实现了激子分离并产生自由载流子，有效地提高了太阳能电池的能量转换效率。

近年来，随着对有机聚合物太阳能电池材料和器件结构的不断探索，有机聚合物太阳能电池的效率已经达到5％到6％。但目前报道的高性能太阳能电池器件，大都采用真空蒸镀金属的方法来制备电极，而高真空蒸镀过程具有时间长、高成本、高耗能、不利于大面积制备等缺点，极大地削弱了有机太阳能电池大面积、低成本、快速、大规模生产等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种全溶液、无需真空蒸镀过程的制备新型有机聚合物太阳能电池的方法。即采用以ZnO，TiO₂等修饰的ITO(或FTO)基底作为电池阴极，在活性层和聚合物电极之间引入一层两亲性自组装分子修饰疏水性聚合物活性层，使活性层表面由疏水变成亲水，使具有高导电率的水溶性聚合物电极材料的溶液可以在疏水的活性层表面形成高质量的聚合物电极薄膜作为电池阳极，来制备有机聚合物太阳能电池的方法。

该方法实现了无需真空蒸镀过程的有机聚合物太阳能电池的制备，克服了传统电池真空蒸镀制备过程中出现的工艺复杂、制备时间长、高成本、高耗能、不利于大面积制备等缺点，在简化器件制备工艺，提高器件制备效率，降低器件制备成本的同时，为有机聚合物太阳能电池的工业化生产提供一个简便有效的方法。目前，采用引入两亲性分子修饰活性层进而制备高电导率的聚合物电极的太阳能电池的方法尚未见报道。

本方法制备的太阳能电池结构为：ITO/ZnO(或TiO₂)薄膜/活性层/PAH-D:PSS/PEDOT:PSS(P VP Al 4083)/PEDOT:PSS(PH500)。在AM1.5的标准模拟太阳光照射下，太阳能电池的光电转换效率可以达到传统方法制备的体异质结太阳能电池效率的80％，同时极大地降低了器件制备时间及制备成本。因而采用该方法制备的有机聚合物太阳能电池，避免了传统太阳能电池制备中的真空过程所带来的成本高、设备依赖性强、工艺复杂、难以大面积制备等缺点，有效地简化了器件制备工艺，降低了成本，为快速、低成本、大面积工业化生产提供了一种可行途径。

本发明的有机聚合物太阳能电池，包括阴极、活性层和阳极。阴极为ZnO或TiO₂等薄膜修饰的ITO(或FTO)电极，修饰ITO或FTO表面的ZnO或TiO₂薄膜可以用溶胶凝胶法、或者化学反应方法制备。活性层通过旋涂给受体材料的共混溶液制备，其中作为给体材料的共轭聚合物采用如聚3己烷噻吩(P3HT)、侧链的烷基链长度为6到12个碳的的聚噻吩衍生物、聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-1，4-对苯乙炔)(MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5(3’，7’-二甲基辛氧基)-1，4-对苯乙炔](MDMO-PPV)等聚苯撑乙烯(PPV)的衍生物；受体材料为富勒烯衍生物[6.6]-C60-苯基丁酸甲酯(PC₆₀BM)或富勒烯衍生物[6.6]-C70-苯基丁酸甲酯(PC₇₀BM)。为了有效地将水溶性的高导电聚合物电极材料的水溶液在活性层表面制备成薄膜阳极，本发明在活性层表面引入两亲性自组装分子作为修饰层，使活性层表面由疏水表面变为亲水表面。两亲性自组装分子修饰层为聚氯丙烯胺(PAH)右旋糖苷(D)和聚苯乙烯磺酸盐(PSS)的共混掺杂体，其名称为PAH-D:PSS(Langmuir 2008，24，1902-1909)，其中聚氯丙烯胺(PAH)与右旋糖苷(D)的摩尔比例为3∶1～1∶3，PAH-D与PSS的摩尔比例为1∶10～10∶1，在经过两亲性自组装分子PAH-D:PSS修饰过的活性层表面上旋涂高电导聚合物电极材料：聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)(PEDOT)与聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)的混合物[PEDOT:PSS(世泰科H.C.Starck公司产品，产品型号P VP Al 4083)以及PEDOT:PSS(世泰科H.C.Starck公司产品，型号PH500)，制备功函数为5.0～5.2电子伏特的PEDOT:PSS(PVP Al 4083)/PEDOT:PSS(PH500)双层聚合物阳极，即可得到全溶液法制备的无需真空过程的的有机聚合物太阳能电池。

本发明所述的有机聚合物太阳能电池的制备方法如下：

A：溶液的配制

室温条件下，将作为给体材料的共轭聚合物(如P3HT、带有侧链烷基链长度为6到12个碳的聚噻吩衍生物、MEH-PPV或MDMO-PPV)以及受体材料(PC₆₀BM或PC₇₀BM)以1∶0.5～1∶5的质量比混合后，共同溶于其良溶剂中，如邻二氯苯(ODCB)、氯苯(CB)、氯仿(CF)或四氢呋喃(THF)中，或它们的混合溶剂{如氯仿和氯苯、氯仿和二氯苯、氯苯和二氯苯、氯苯和四氢呋喃的混合溶剂等}，配制成10～60毫克/毫升的溶液，在200～2000转/分钟的搅拌速度下搅拌1～10小时，以保证共轭聚合物充分溶解；

将两亲性自组装分子PAH-D:PSS配制成浓度为0.1～10毫克/毫升的水溶液，加入NaOH或KOH调节溶液的pH值为8～12；

将二甲基亚砜(DMSO)加入PEDOT:PSS(PH500)中，配置成DMSO体积分数为1～10％的混合溶液；

B：ZnO或TiO₂修饰的ITO(或FTO)基底的制备

ITO(或FTO)基底的清洗：其中ITO(或FTO)基底为沉积了ITO或FTO的玻璃或透明柔性聚合物(聚对苯二甲酸乙二醇酯PET)，将ITO(或FTO)基底依次在丙酮、异丙醇和去离子水中超声清洗5～30分钟，用氮气将ITO(或FTO)表面吹干，然后在80～120摄氏度下加热干燥5～60分钟，待用；

ZnO修饰的ITO或(FTO)基底的制备：

(1)溶胶-凝胶法：将醋酸锌ZnAc₂、硫酸锌ZnSO₄或硝酸锌Zn(NO₃)₂溶解于甲醇中，锌盐的浓度范围为0.05～5毫摩/毫升；于50～70摄氏度回流搅拌5～60分钟，再向其中缓慢滴加KOH或NaOH的甲醇溶液，加入的氢氧根离子(-OH)与锌离子(Zn²⁺)的质量比为1∶1～4，反应1.5～3小时，然后降温至室温，停止搅拌；静置0.5～3小时，倒掉上层清液，得到白色乳液；白色乳液用甲醇溶液洗涤后静置30分钟～2天，再次倒掉上层清液；重复上述过程1～10次，倒掉上层清液即可得到白色氧化锌纳米粒子。

将氧化锌纳米粒子分散在氯仿、氯苯、二氯苯、二氯甲烷或丙酮等溶剂中，浓度为10～100毫克/毫升，在洁净的ITO(或FTO)基底表面以500～4000转/分钟的转速进行旋涂，得到30～50纳米厚的ZnO层，将其放于100～150摄氏度的热台上干燥5～10分钟，从而形成ZnO纳米晶薄膜。

(2)化学反应方法：将ZnAc₂、ZnSO₄或Zn(NO₃)₂等锌盐溶解在水、甲醇、乙醇或2-甲氧基乙醇，或以上溶剂以任意比例混合的混合溶剂中，锌盐的质量浓度为0.01～5毫克/毫升，再向以上溶液中加入相对锌盐溶液体积0％～10％的乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺，室温下搅拌使溶液混合均匀，然后将得到的锌盐溶液旋涂于ITO(或FTO)基底表面，30～50纳米厚的ZnO层，再在空气中加热至200～400摄氏度，使锌盐转化为ZnO纳米晶薄膜。

TiO₂修饰的ITO或(FTO)基底的制备：

TiO₂薄膜采用溶胶-凝胶法制备。将前驱体四氯化钛(TiCl₄)溶于溶剂(水或有机溶剂乙醇)中形成均匀的溶液，其中TiCl₄与溶剂的体积比为1∶10～1∶50，溶质和溶剂发生水解或醇解反应，反应生成物聚集成lnm左右长度的粒子并相连接组成溶胶，将清洗好的ITO(或FTO)基底浸渍在溶胶中，然后以1毫米/秒～10毫米/秒速度将ITO(或FTO)基底匀速拉出，由于表面吸附及化学结合力，溶胶将在基底上形成一层均匀的薄膜；经过重复操作，可得到适当厚度的薄膜，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶，在100～500摄氏度温度下，在空气中加热处理，得到TiO₂薄膜修饰的ITO(或FTO)基底。

C：活性层的制备：将给体材料和受体材料的混合溶液以500～3500转/分钟的转速旋涂于ZnO或TiO₂修饰的ITO(或FTO)基底上，待溶剂完全挥发后，形成厚度为50～300纳米的活性层，将涂有活性层的基底转移到充有CB或OCB溶剂气氛的带盖容器中，在20～60摄氏度条件下进行溶剂气氛下的溶剂化处理10～40分钟，或者将涂有活性层的基底转移至手套箱中，在80～200摄氏度的温度下退火处理0.5～30分钟；

D：活性层的表面修饰：将两亲性自组装分子PAH-D:PSS的溶液滴涂于活性层上，停留5～60秒钟，再以800～5000转/分钟的转速进行旋涂，用去离子水冲洗活性层表面以去除未进行组装的分子，并再次以800～5000转/分钟的转速进行旋涂，将表面水溶液旋干或者用氮气吹干，此时修饰层的厚度为100纳米～10微米，加热除尽未挥发水分，膜厚约为2～20纳米。

E：聚合物阳极的制备：将PEDOT:PSS(P VP Al 4083)滴于自组装分子层上，以1500～4000转/分钟的转速旋涂成膜，膜的厚度为30～100纳米。并继续以1000～4000转/分钟转速旋干，或者加热烘干、晾干或吹干；将加入DMSO的PH500溶液滴至PEDOT:PSS表面，以800～2000转/分钟旋涂5～20秒，并继续以1000～4000转/分钟转速旋干，或者在真空干燥箱中以30～120摄氏度加热烘干、或者在空气中晾干，膜的厚度为50～800纳米。

经过上述过程，即可得到全溶液状态下无需真空过程制备的有机聚合物太阳能电池。

本发明所制备的聚合物太阳能电池的示意图如图1所示。通过本发明的方法制备的以高电导率聚合物材料PEDOT:PSS(P VP Al 4083)以及PEDOT:PSS(PH500)作为阳极的太阳能电池，其平均能量转换效率达到了1.64％，而在采用相同活性层材料，相同的活性层制备方法的条件下，我们利用真空蒸镀电极方法制备了器件结构为ITO基底/PEDOT:PSS/活性层/氟化锂(LiF)/铝(Al)的传统结构太阳能电池，其能量转换效率为2.01％，相同条件下，本发明中的方法制备的电池效率达到相同条件下传统结构电池的80％，但制备过程十分简便，制备成本明显降低，并且可以通过控制转速来控制聚合物电极厚度，从而调节电极电阻，优化器件性能。

附图说明

图1：采用本发明的方法制备的太阳能电池结构示意图；

其中，由上至下各层依次为1为导电聚合物PEDOT:PSS(PH500)，2为PEDOT:PSS(P VP Al 4083)层，3为PAH-D:PSS层，4为活性层，5为ZnO或TiO₂层，6为ITO或FTO层，7为基底。

图2：(a)一滴水分别在活性层(P3HT:PCBM)表面(左)和经PAH-D:PSS分子修饰的活性层(P3HT:PCBM)表面(右)的接触情况示意图；说明经修饰后的活性层表面由疏水变为亲水

(b)经PAH-D:PSS分子修饰前(左)和修饰后(右)的活性层(P3HT:PCBM)表面形貌的原子力显微镜(AFM)照片；表明修饰前后活性层表面粗糙度没有明显变化。

图3：本发明方法制备的太阳能电池在暗态和AM1.5模拟太阳光照射下的电流-电压特性曲线；

其中灰色实线为暗态的电流-电压曲线，黑色实心方点线条为电池在光照下的电流-电压曲线。图中我们可以得到电池的开路电压，短路电流密度，计算出填充因子以及电池的能量转换效率，具体公式如下：

$\mathrm{PCE}=\frac{P_{\max }}{P_{\mathrm{light}}}=\frac{J_{\mathrm{SC}}\·V_{\mathrm{OC}}\·\mathrm{FF}}{P_{\mathrm{light}}}\×100\%;$ $\mathrm{FF}=\frac{J_{\max }\·V_{\max }}{J_{\mathrm{SC}}\·V_{\mathrm{OC}}}\×100\%$

其中：

PCE为能量转换效率，

J_sc为短路电流密度，

V_oc为开路电压，

FF为填充因子，

J_max·V_max为电池最大电压与电流的乘积，

P_max为电池最大输出功率，

P_light为入射光功率。

具体实施方式

实施例1：

溶液的配置：将共轭聚合物给体材料P3HT以及受体材料PC₆₀BM以1∶0.8的质量比溶于ODCB溶剂，配制成50毫克/毫升的溶液，室温搅拌5小时，使之充分溶解。将两亲性自组装分子PAH-D:PSS配置成1毫克/毫升的水溶液，加入NaOH将溶液pH值调节到10。将二甲基亚砜(DMSO)加入PEDOT:PSS(PH500)中，配置成DMSO体积分数为5％的混合溶液。

ZnO修饰的ITO阴极的制备：(1)ITO基底的处理：将ITO玻璃依次在丙酮、异丙醇和去离子水中超声清洗15分钟。然后以120摄氏度干燥10分钟。

(2)ZnO纳米粒子的制备：将13.4毫摩尔的醋酸锌加入125毫升甲醇中，60摄氏度搅拌回流30min；将23毫摩尔的KOH溶解于65毫升的甲醇中，向ZnAc₂的甲醇溶液中在十分钟内缓慢滴加完毕，控温60摄氏度反应2.5小时，将温度降至室温，停止搅拌，静置2小时，倒掉上层清液，得到白色乳液，用50毫升甲醇搅拌洗涤5分钟后静置1小时，再次倒掉上层清液，重复洗涤过程3次，再次加入甲醇溶剂搅拌，以3000-5000转/分钟的转速离心处理，倒掉上层清液，即可得到白色ZnO纳米粒子约1g；

(3)表面修饰ZnO的ITO基底的制备：将ZnO纳米粒子分散于氯仿中，配置成50毫克/毫升溶液。将ZnO纳米粒子的CF溶液以3000转/分钟的转速旋涂于洁净的ITO表面，并在120摄氏度加热5分钟，从而在ITO表面修饰ZnO层，其厚度为50纳米；

活性层的制备：将配置好的P3HT与PC₆₀BM的ODCB溶液旋涂于用ZnO修饰过的ITO基底上，以800转/分钟的转速旋涂30秒，待溶剂完全挥发后，形成厚度为250纳米的活性层，将旋涂了活性层的器件基底转移到装有ODCB溶剂的封闭容器中，在40摄氏度条件下进行溶剂化退火处理30分钟。

活性层表面的修饰：将1毫克/毫升的两亲性自组装分子PAH-D:PSS的水溶液滴涂于活性层上，10秒钟后，以3000转/分钟的转速旋转1分钟，用去离子水冲洗后再次以3000转/分钟的转速旋转1分钟，使器件表面残留溶剂旋干，此时测得膜厚为200纳米，进一步在120度加热干燥除去未挥发水分，厚度约5纳米；

聚合物阳极的制备：将PEDOT:PSS(P VP Al 4083)滴于自组装分子层上，以3000转/分钟的转速旋涂成膜，并继续以3000转/分钟转速旋转1分钟使器件表面残留溶剂旋干，转移至真空干燥箱中80摄氏度退火3分钟，膜层厚度约为60纳米；将DMSO体积分数为5％的PEDOT:PSS(PH500)滴至PEDOT:PSS(P VP Al 4083)表面，以800转/分钟旋涂20秒，转移至真空干燥箱中80摄氏度干燥3分钟，膜层厚度约为200纳米，即可得到全溶液过程制备的有机聚合物太阳能电池。

表1：本发明方法制备的聚合物太阳能电池与传统体异质结太阳能电池性能比较(AM1.5标准模拟太阳光照射条件下测量，采用SCIENCETECH SS-0.5K太阳光模拟器)。

Claims (7)

1.一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法，其步骤如下：

A：溶液的配制

室温条件下，将作为给体材料的共轭聚合物以及受体材料以1∶0.5～1∶5的质量比混合后，共同溶于其良溶剂中，配制成10～60毫克/毫升的溶液，在200～2000转/分钟的搅拌速度下搅拌1～10小时，以保证共轭聚合物充分溶解；

将两亲性自组装分子聚氯丙烯胺右旋糖苷和聚苯乙烯磺酸盐的共混掺杂体PAH-D：PSS配制成浓度为0.1～10毫克/毫升的水溶液，加入NaOH或KOH调节溶液的pH值为8～12；

将二甲基亚砜DMSO加入到聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)PEDOT与聚(苯乙烯磺酸盐)PSS混合物中，混合物产品型号为PH500，配置成DMSO体积分数为1～10％的混合溶液；

B：ZnO或TiO₂修饰的ITO或FTO基底的制备

ITO或FTO基底的清洗：其中ITO或FTO基底为沉积了ITO或FTO的玻璃或透明柔性聚合物，将ITO或FTO基底依次在丙酮、异丙醇和去离子水中超声清洗5～30分钟，用氮气将ITO或FTO基底表面吹干，然后在80～120摄氏度下加热干燥5～60分钟，待用；

ZnO修饰的ITO或FTO基底的制备采用溶胶-凝胶法或化学反应方法：

(1)溶胶-凝胶法：将可溶性锌盐溶解于甲醇中，锌盐的浓度范围为0.05～5毫摩/毫升；于50～70摄氏度回流搅拌5～60分钟，再向其中缓慢滴加KOH或NaOH的甲醇溶液，加入的氢氧根离子(-OH)与锌离子(Zn²⁺)的质量比为1∶1～1∶4，反应1.5～3小时，然后降温至室温，停止搅拌；静置0.5～3小时，倒掉上层清液，得到白色乳液；白色乳液用甲醇溶液洗涤后静置30分钟～2天，再次倒掉上层清液；重复上述过程1～10次，倒掉上层清液即可得到白色氧化锌纳米粒子；

将氧化锌纳米粒子分散在氯仿、氯苯、二氯苯、二氯甲烷或丙酮溶剂中，浓度为10～100毫克/毫升，在洁净的ITO或FTO基底表面以500～4000转/分钟的转速进行旋涂，得到30～50纳米厚的ZnO层，将其放于100～150摄氏度的热台上干燥5～10分钟，从而形成ZnO纳米晶薄膜；

(2)化学反应方法：将可溶性锌盐溶解在水、甲醇、乙醇或2-甲氧基乙醇溶剂中，或以上溶剂以任意比例混合的混合溶剂中，锌盐的质量浓度为0.01～5毫克/毫升，再向以上溶液中加入相对锌盐溶液体积0％～10％的乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺，室温下搅拌使溶液混合均匀，然后将得到的锌盐溶液旋涂于ITO或FTO基底表面，得到30～50纳米厚的ZnO层，再在空气中加热至200～400摄氏度，使锌盐转化为ZnO纳米晶薄膜；

TiO₂修饰的ITO或FTO基底的制备：

TiO₂薄膜采用溶胶-凝胶法制备：将前驱体四氯化钛(TiCl₄)溶于水或乙醇中形成均匀的溶液，其中TiCl₄与溶剂的体积比为1∶10～1∶50，溶质和溶剂发生水解或醇解反应，反应生成物聚集成Inm左右长度的粒子并相连接组成溶胶，将清洗好的ITO或FTO基底浸渍在溶胶中，然后以1毫米/秒～10毫米/秒速度将ITO或FTO基底匀速拉出，由于表面吸附及化学结合力，溶胶将在基底上形成一层均匀的薄膜；经过重复操作，可得到适当厚度的薄膜，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶，在100～500摄氏度温度下，在空气中加热处理，得到TiO₂薄膜修饰的ITO或FTO基底；

C：活性层的制备：将给体材料和受体材料的混合溶液以500～3500转/分钟的转速旋涂于ZnO或TiO₂修饰的ITO或FTO基底上，待溶剂完全挥发后，形成厚度为50～300纳米的活性层，将涂有活性层的基底转移到充有氯苯或邻二氯苯溶剂气氛的带盖容器中，在20～60摄氏度条件下进行溶剂气氛下的溶剂化处理10～40分钟，或者将涂有活性层的基底转移至手套箱中，在80～200摄氏度的温度下退火处理0.5～30分钟；

D：活性层的表面修饰：将两亲性自组装分子聚氯丙烯胺右旋糖苷和聚苯乙烯磺酸盐的共混掺杂体PAH-D：PSS的溶液滴涂于活性层上，停留5～60秒钟，再以800～5000转/分钟的转速进行旋涂，用去离子水冲洗活性层表面以去除未进行组装的分子，并再次以800～5000转/分钟的转速进行旋涂，将表面水溶液旋干或者用氮气吹干，此时修饰层的厚度为100纳米～10微米，加热除尽未挥发水分，修饰层的厚度为2～20纳米；

E：聚合物阳极的制备：将聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)PEDOT与聚(苯乙烯磺酸盐)PSS的混合物滴于自组装分子层上，混合物产品型号为P VP AI 4083，以1500～4000转/分钟的转速旋涂成膜，膜的厚度为30～100纳米；并继续以1000～4000转/分钟转速旋干，或者加热烘干、晾干或吹干；将加入DMSO的产品型号为PH500的聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)PEDOT与聚(苯乙烯磺酸盐)PSS混合物溶液滴至前面所述膜的表面，以800～2000转/分钟旋涂5～20秒，并继续以1000～4000转份钟转速旋干，或者在真空干燥箱中以30～120摄氏度加热烘干、或者在空气中晾干，膜的厚度为50～800纳米；

经过上述过程，即可得到全溶液状态下无需真空过程制备的有机聚合物太阳能电池。

2.如权利要求1所述的一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法，其特征在于：给体材料的共轭聚合物为聚3己烷噻吩P3HT、聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-1，4-对苯乙炔)MEH-PPV或聚[2-甲氧基-5(3’，7’-二甲基辛氧基)-1，4-对苯乙炔]MDMO-PPV。

3.如权利要求1所述的一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法，其特征在于：受体材料为[6.6]-C₆₀-苯基丁酸甲酯PC₆₀BM或富勒烯衍生物[6.6]-C₇₀-苯基丁酸甲酯PC₇₀BM。

4.如权利要求1所述的一种无需真空过程制备有机聚合物太阳能电池的方法，其特征在于：给体材料和受体材料的共同良溶剂为邻二氯苯ODCB、氯苯CB、氯仿CF或四氢呋喃THF，或是它们的混合溶剂。

5.如权利要求1所述的一种无需真空过程的制备有机聚合物太阳能电池的方法，其特征在于：ZnO或TiO₂修饰的ITO或FTO基底作负极。

6.如权利要求1所述的一种无需真空过程的制备有机聚合物太阳能电池的方法，其特征在于：可溶性锌盐为醋酸锌ZnAc₂、硫酸锌ZnSO₄或硝酸锌Zn(NO₃)₂。

7.如权利要求1所述的一种无需真空过程的制备有机聚合物太阳能电池的方法，其特征在于：两亲性自组装分子中聚氯丙烯胺PAH与右旋糖苷的摩尔比例为3∶1～1∶3，PAH-D与PSS的摩尔比例为1∶10～10∶1。

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