CN101901872B - 一种聚合物太阳能电池光电活性层的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物太阳能电池光电活性层的处理方法。该方法，包括如下步骤：将光电活性层暴露于氯仿和/或邻二氯苯的蒸汽中，保持0.1-20小时。本发明的处理方法改善了光电活性层的结晶程度，并在光电活性层中形成P3HT和C60的三维互穿网络结构，改善了光活性层的光吸收性能和载流子传输性能，能够有效提高太阳能电池的光电转化效率。另外，本发明方法工艺简单，活性层的结晶程度和形貌可以通过溶剂蒸汽的种类和处理时间来控制，具有低成本、高效率、大面积制备的优势，适合于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种聚合物太阳能电池光电活性层的处理方法。
背景技术
太阳能是人类未来最理想的能源，将太阳能转化为电能的太阳能电池是目前各国研究的一个热点。聚合物太阳能电池具有价格低廉、柔性、易于加工、可大面积制备等优点。
聚合物太阳能电池一般由阳极电极、光电活性层、阴极电极组成，其中光电活性层对太阳能辐射光谱的吸收和载流子的分离、传输效率决定了聚合物太阳能电池的光电转化效率。聚合物太阳能电池的光电活性层由电子给体和电子受体组成，电子给体一般为具有良好的光电性能的共轭聚合物，常用的电子给体有C60、[6，6]-C61-苯基丁酸甲酯(PCBM)等。共轭聚合物聚(3-己基)噻吩(P3HT)和C60的复合薄膜有着优异的性能，成为目前最有前途的聚合物太阳能电池光电活性层材料之一，但是此类活性材料的光电转换效率还不高，难以满足实际需要。进一步提高聚合物太阳能电池光电转化效率是其获得大规模工业应用的前提。
提高光电活性层中共轭聚合物的结晶程度能够改善聚合物的光吸收性能，在活性层中构建电子给体和受体的纳米尺度的三维互穿网络结构能够有效提高载流子分离、传输效率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种处理聚合物太阳能电池的光电活性层的方法。
本发明所提供的处理聚合物太阳能电池的光电活性层的方法，包括如下步骤：将聚合物太阳能电池的光电活性层暴露于氯仿和/或邻二氯苯的蒸汽中，保持0.1-20小时。所述保持时间可为2-18小时、4-16小时、5-10小时、7-9小时。
所述光电活性层可由质量比为1∶(0.6-1.2)的3-己基噻吩的聚合物和C60单质组成。所述3-己基噻吩的聚合物与所述C60单质的质量比优选为1∶(0.8-1)。
所述3-己基噻吩的聚合物的结构式如式I所示，其数均分子量可为10000-300000Da。
所述光电活性层的厚度一般为50nm-200nm，优选为80-110nm。
所述蒸汽最好为饱和的。
上述处理方法在空气中进行即可，在还原气体气氛中进行也可。
上述处理方法是在制备聚合物太阳能电池过程中，制备光电活性层时进行的。
本发明的另一个目的是提供一种制备聚合物太阳能电池的方法。
本发明所提供的制备聚合物太阳能电池的方法，包括如下步骤：制备电极、制备光电活性层、按照上述任一所述方法处理光电活性层。
其中制备电极包括制备ITO电极和金属电极。一般还可以包括对阳极电极进行修饰的步骤，修饰的方法具体可为在阳极电极表面涂一层聚噻吩衍生物掺杂聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)。
由上述制备方法得到的聚合物太阳能电池也属于本发明的保护范围。
本发明的处理方法中，在氯仿饱和蒸汽的作用下，3-己基噻吩的聚合物(P3HT)和C60结晶度均有提高，形成C60分子聚集的纳米线结构；在邻二氯苯饱和蒸汽作用下，仅3-己基噻吩的聚合物的结晶度提高得到纳米线结构。两种溶剂蒸汽都能够改善光电活性层的结晶程度，并在光电活性层中形成P3HT和C60的三维互穿网络结构，改善了光电活性层的光吸收性能和载流子传输性能，能够有效提高太阳能电池的光电转化效率。采用模拟太阳光光源(AM 1.5)照射，在室温下对本发明得到的电池进行检测，结果如下：用氯仿饱和蒸汽处理2、5、7、10小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.26％、0.54％、0.74％、0.58％；用邻二氯苯饱和蒸汽处理2、7、10小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.36％、0.44％、0.65％。另外，本发明方法中使用的是C60单质，比C60衍生物(如PCBM)成本低得多，从而大大降低了太阳能电池的成本，使其更适合于推广使用，而且本方法工艺简单，活性层的结晶程度和形貌可以通过溶剂蒸汽的种类和处理时间来控制。所以本发明方法更利于大规模工业化生产。
附图说明
图1为实施例1所述条件制备的聚合物太阳能电池光活性层(处理5小时)的透射电子显微照片和选区电子衍射照片。
图2为实施例2所述条件制备的聚合物太阳能电池光活性层(处理5小时)的透射电子显微照片和选区电子衍射照片。
图3为在氯仿饱和蒸汽中处理不同时间后得到的聚合物太阳能电池活性层的紫外-可见吸收光谱。
图4为在邻二氯苯饱和蒸汽中处理不同时间后得到的聚合物太阳能电池活性层的紫外-可见吸收光谱。
图5为将在不同溶剂的饱和蒸汽中处理不同时间后得到的聚合物太阳能电池活性层蒸镀Al电极后的电池光电转化效率。A表示氯仿，B表示邻二氯苯。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所使用的3-己基噻吩的聚合物的结构式如式I所示，其数均分子量为34500。购自阿法埃莎公司，产品目录号为44745。
PEDOT:PSS购自bayer公司，产品型号为Baytron-P 4083。
C60购自阿法埃莎公司，产品目录号为42007。
实施例1、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极
先将氧化铟锡(ITO)玻璃上的ITO光刻成2mm宽、15mm长的电极，将刻蚀好的具有一定宽度的细条状ITO导电玻璃清洗干净并烘干。
2、阳极电极的修饰：
将干净的ITO导电玻璃放置在旋涂机的支架上，在氧化铟锡透明导电玻璃旋涂一层聚噻吩衍生物掺杂聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)，旋涂得到的PEDOT:PSS薄膜厚度为25nm。再放入120℃烘箱内，加热30分钟。
(二)制备光电活性层
1、制备
配置3-己基噻吩的聚合物(P3HT)和C60的质量比为1∶1的邻二氯苯溶液，P3HT的浓度为15mg/mL，将充分搅拌后的溶液旋涂在PEDOT:PSS修饰的阳极电极上，旋涂得到的P3HT/C60活性层薄膜厚度为110nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入氯仿，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在氯仿的饱和蒸汽里且不与液态氯仿溶剂接触，保持暴露时间为0.5、1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等，上述操作均在空气中进行。再将样品取出，真空干燥(除去氯仿溶剂)。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
将上述制备的样品放入真空镀膜机，蒸镀铝电极，铝电极的厚度为100nm。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(110nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
采用高分辨透射电子显微镜，观测氯仿溶剂蒸汽处理过的聚合物太阳能电池光电活性层的结构，实验设3次重复。用氯仿蒸汽处理5小时的光电活性层的结果如图1所示，可以看到归属于C60结晶的衍射点和归属于P3HT的(020)晶面的外衍射环。表明经过氯仿蒸汽处理后，在光电活性层中形成了C60结晶和P3HT结晶，图中的黑色线状结构为C60结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
采用紫外-可见光谱仪检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。
实验设3次重复。结果如图3所示(实验组为不同处理时间的各组)。表明用氯仿蒸汽处理0.5-20h不同时间后，与对照组相比，P3HT结晶度均提高，导致在450-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
采用的模拟太阳光光源为Oriel模拟器，型号为91192，以得到相当于AM 1.5的辐射条件(100mW/cm2)，采用经过标定的硅标准太阳能电池进行校准。电池性能测试是在室温(25℃)下空气中进行，电池有效面积为0.04cm2。采用Keithley 236源测量单元记录电流-电压曲线。经过计算，得到电池的光电转化效率。光电转化效率的计算公式：ηe＝输出能量/入射能量×100％＝Voc×Isc×FF/(0.0100×0.04)×100％，式中，ηe为光电转化效率，Voc为开路电压，Isc为短路电流，FF为填充因子。
实验设3次重复，结果取平均数。结果如图5所示。处理2、5、7、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.26％、0.54％、0.74％、0.58％、0.18％，开路电压依次为0.46V、0.43V、0.44V、0.40V、0.39V，短路电流依次为8.1×10-6A、15.3×10-6A、22.5×10-6A、17.2×10-6A、6.5×10-6A，填充因子依次为0.28、0.33、0.30、0.34、0.29。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.15％、开路电压为0.42V、短路电流为4.8×10-6A、填充因子为0.30。
实施例2、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备：方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶1，P3HT在溶液中的浓度为15mg/mL，薄膜厚度为110nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入邻二氯苯，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在邻二氯苯的饱和蒸汽里且不与液态邻二氯苯溶剂接触，保持暴露时间为1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等。再将样品取出，真空干燥(除去邻二氯苯溶剂)。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(110nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
用邻二氯苯蒸汽处理5小时的光电活性层的结果如图2所示，可以看到归属于P3HT的(020)晶面的外衍射环。表明经过邻二氯苯蒸汽处理后，在光电活性层中形成了P3HT结晶，图中的黑色线状结构为P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。
实验设3次重复。结果如图4所示(实验组为不同处理时间的各组)。表明用邻二氯苯蒸汽处理1-20h不同时间后，与对照组相比，P3HT结晶度提高，导致在460-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。
实验设3次重复，结果取平均数。结果如图5所示。处理2、7、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.36％、0.44％、0.65％、0.66％。开路电压依次为0.43V、0.41V、0.40V、0.40V，短路电流依次为9.2×10-6A、12.4×10-6A、18.2×10-6A、17.9×10-6A，填充因子依次为0.36、0.35、0.36、0.37。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.15％、开路电压为0.42V、短路电流为4.8×10-6A、填充因子为0.30。
实施例3、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备：方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶0.8，P3HT在溶液中的浓度为15mg/mL，薄膜厚度为80nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入氯仿，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在氯仿的饱和蒸汽里且不与液态氯仿溶剂接触，保持暴露时间为0.5、1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等，将样品取出，真空干燥。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(80nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
结果：经过氯仿蒸汽处理后，在光电活性层中形成了C60结晶和P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。
实验设3次重复。结果表明，与对照组相比，用氯仿蒸汽处理0.5-20h不同时间后，P3HT结晶度均提高，导致在450-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复，结果取平均数。
结果处理2、4、6、8、10小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.21％、0.48％、0.58％、0.51％、0.33％。开路电压依次为0.38V、0.33V、0.33V、0.31V、0.29V，短路电流依次为8.1×10-6A、17.3×10-6A、20.2×10-6A、19.5×10-6A、13.9×10-6A，填充因子依次为0.27、0.34、0.35、0.34、0.33。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.12％、开路电压为0.37V、短路电流为4.6×10-6A、填充因子为0.28。
实施例4、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备
方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶0.8，P3HT在溶液中的浓度为15mg/mL，薄膜厚度为80nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入邻二氯苯，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在邻二氯苯的饱和蒸汽里且不与液态邻二氯苯溶剂接触，保持暴露时间为1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等。将样品取出，真空干燥。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(80nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
结果：经过邻二氯苯蒸汽处理后，在光电活性层中形成了P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。实验设3次重复。结果表明，与对照组相比，用邻二氯苯蒸汽处理1-20h不同时间后，P3HT结晶度提高，导致在460-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复，结果取平均数
结果处理2、4、6、8、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.26％、0.38％、0.40％、0.43％、0.50％、0.48％。开路电压依次为0.41V、0.37V、0.33V、0.33V、0.31V、0.32V，短路电流依次为7.6×10-6A、12.3×10-6A、14.1×10-6A、15.8×10-6A、20.2×10-6A、17.6×10-6A，填充因子依次为0.33、0.33、0.34、0.33、0.32、0.34。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.12％、开路电压为0.37V、短路电流为4.6×10-6A、填充因子为0.28。
实施例5、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备：方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶0.6，P3HT在溶液中的浓度为30mg/mL，薄膜厚度为200nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入氯仿，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在氯仿的饱和蒸汽里且不与液态氯仿溶剂接触，保持暴露时间为0.5、1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等，将样品取出，真空干燥。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(200nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
结果：经过氯仿蒸汽处理后，在光电活性层中形成了C60结晶和P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。
实验设3次重复。结果表明，与对照组相比，用氯仿蒸汽处理0.5-20h不同时间后，P3HT结晶度均提高，导致在450-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复，结果取平均数。
结果处理2、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.18％、0.29％、0.16％。开路电压依次为0.29V、0.28V、0.28V，短路电流依次为8.3×10-6A、13.4×10-6A、8.8×10-6A，填充因子依次为0.30、0.31、0.26。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.10％、开路电压为0.28V、短路电流为5.2×10-6A、填充因子为0.27。
实施例6、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备：方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶0.6，P3HT在溶液中的浓度为30mg/mL，薄膜厚度为200nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入邻二氯苯，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在邻二氯苯的饱和蒸汽里且不与液态邻二氯苯溶剂接触，保持暴露时间为1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等。将样品取出，真空干燥。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(200nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
结果：经过邻二氯苯蒸汽处理后，在光电活性层中形成了P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。实验设3次重复。结果表明，与对照组相比，用邻二氯苯蒸汽处理1-20h不同时间后，P3HT结晶度提高，导致在460-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复，结果取平均数。
结果处理2、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.23％、0.31％、0.33％。开路电压依次为0.27V、0.29V、0.27V，短路电流依次为10.3×10-6A、12.6×10-6A、15.3×10-6A，填充因子依次为0.33、0.34、0.32。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.10％、开路电压为0.28V、短路电流为5.2×10-6A、填充因子为0.27。
实施例7、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备：方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶1.2，P3HT在溶液中的浓度为15mg/mL，薄膜厚度为50nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入氯仿，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在氯仿的饱和蒸汽里且不与液态氯仿溶剂接触，保持暴露时间为0.5、1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等，将样品取出，真空干燥。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(50nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
结果：经过氯仿蒸汽处理后，在光电活性层中形成了C60结晶和P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。
实验设3次重复。结果表明，与对照组相比，用氯仿蒸汽处理0.5-20h不同时间后，P3HT结晶度均提高，导致在450-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复，结果取平均数。
结果处理2、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.14％、0.17％、0.13％。开路电压依次为0.37V、0.37V、0.35V，短路电流依次为6.6×10-6A、8.4×10-6A、7.4×10-6A，填充因子依次为0.23、0.22、0.20。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.09％、开路电压为0.34V、短路电流为4.2×10-6A、填充因子为0.25。
实施例8、制备太阳能电池及性能检测
一、聚合物太阳能电池的制备
(一)制备阳极电极
1、制备阳极电极：方法同实施例1中所述。
2、阳极电极的修饰：方法同实施例1中所述。
(二)制备光电活性层
1、制备：方法同实施例1中所述。
用邻二氯苯配制P3HT和C60的混合溶液，混合溶液中P3HT和C60的质量比为1∶1.2，P3HT在溶液中的浓度为15mg/mL，薄膜厚度为50nm。
2、光电活性层的处理
在密闭容器底部放入邻二氯苯，在容器中放入一个支架，将上述制备的样品置于支架上，使样品暴露在邻二氯苯的饱和蒸汽里且不与液态邻二氯苯溶剂接触，保持暴露时间为1、2、3、4、5、7、10、12、15、17、20小时不等。将样品取出，真空干燥。以不进行溶剂处理的为对照。
(三)制备阴极电极(铝电极)
方法同实施例1中所述。
最后得到有效面积为0.04cm2，结构为ITO/PEDOT:PSS(25nm)/P3HT:C60(50nm)/Al(100nm)的聚合物太阳能电池。
实验设3次重复，得到相同的电池。
二、聚合物太阳能电池的性能检测
(一)光电活性层的结构检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复。
结果：经过邻二氯苯蒸汽处理后，在光电活性层中形成了P3HT结晶。
(二)光电活性层的光吸收性能检测
方法同实施例1中所述一致。检测处理不同时间的光电活性层的光吸收性能。
实验设3次重复。结果表明，与对照组相比，用邻二氯苯蒸汽处理1-20h不同时间后，P3HT结晶度提高，导致在460-600nm处的吸收强度均增加，有利于聚合物太阳能电池光电活性层对太阳光的吸收利用。
(三)光电转化效率的检测
方法同实施例1中所述一致。实验设3次重复，结果取平均数。
结果处理2、10、20小时的光电活性层的光电转化效率依次为0.17％、0.23％、0.24％。开路电压依次为0.32V、0.30V、0.30V，短路电流依次为9.2×10-6A、12.3×10-6A、12.3×10-6A、，填充因子依次为0.23、0.25、0.26。
对照组(即处理0小时)的光电转化效率为0.09％、开路电压为0.34V、短路电流为4.2×10-6A、填充因子为0.25。
Claims (7)
1.一种处理聚合物太阳能电池的光电活性层的方法，包括如下步骤1)或2)：
1)将聚合物太阳能电池的光电活性层暴露在氯仿的饱和蒸汽里且不与液态氯仿溶剂接触，保持暴露时间为0.5-20小时；
2)将聚合物太阳能电池的光电活性层暴露在邻二氯苯的饱和蒸汽里且不与液态邻二氯苯溶剂接触，保持暴露时间1-20小时；
其中，所述光电活性层由质量比为1∶(0.6-1.2)的3-己基噻吩的聚合物和C60单质组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)或步骤2)中所述保持暴露时间为5-10小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述3-己基噻吩的聚合物与所述C60单质的质量比为1∶(0.8-1)。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述光电活性层的厚度为50nm-200nm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述厚度为80-110nm。
6.一种制备聚合物太阳能电池的方法，包括如下步骤：制备电极、制备光电活性层、按照权利要求1-5中任一所述方法处理光电活性层。
7.由权利要求6所述方法制备得到的聚合物太阳能电池。
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