CN103262282B - 使用自组装单层的部分喷涂层状有机太阳能光伏电池和制造方法 - Google Patents

使用自组装单层的部分喷涂层状有机太阳能光伏电池和制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了使用全喷雾工艺制造的大型反向有机太阳能阵列的制造和表征。已证明太阳光照改善了透明的太阳能光伏装置。使用SAM的技术能够通过提供完全可溶液加工的制造工艺对当前硅基光伏技术进行改革。所述太阳能模块的半透明性质使其可用在窗口和挡风玻璃上。在人造光环境下本发明的模块比硅太阳能电池更有效。这大大扩展了其在室内应用方面的用途。另外，这些模块能被集成到柔软织物物质如帐篷、军用背包或战斗制服中，从而为部署的军力提供高度便携式可再生能源供应。

Description

使用自组装单层的部分喷涂层状有机太阳能光伏电池和制造 方法
相关申请的交叉参考
本申请主张2011年2月1日提交的题目为“Partially-Sprayed Layer OrganicSolar Photovoltaic Cell using a Self-Assembled Molecule Layer and Method ofManufacture”的美国临时专利申请61/438,488号的优先权，通过参考将其内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及喷雾制造的有机太阳能光伏电池。具体地，本发明提供一种使用喷雾沉积制造有机太阳能光伏电池的新方法和由所述方法制造的有机太阳能光伏电池。
背景技术
近年来，能耗急剧增加，部分是由于在全球范围内工业的快速发展。增高的能耗使得自然资源如化石燃料紧张，同时使得全球对消耗这些资源的副产物的处理能力变得紧张。而且，预期未来对能量的需求大大增加，因为人口增加且发展中国家需要更多的能量。这些因素要求开发经济、高效并对全球环境影响最小的新型清洁能源。
自从20世纪70年代开始，已经将光伏电池用作传统能源的替代。因为光伏电池使用源自太阳光的现有能量，所以由光伏发电造成的环境影响比传统发电小得多。大部分商业化的光伏电池是使用单晶硅、多晶硅或无定形硅的无机太阳能电池。传统上，将由硅制成的太阳能模块安装在建筑物的屋顶上。然而，这些无机硅基光伏电池以复杂的工艺方式并在高成本下制得，限制了光伏电池的使用。这些硅晶片基电池是易碎的不透明物质，限制了其在诸如窗口技术上的使用，在所述窗口技术中透明度是关键问题。此外，安装也是问题，因为这些太阳能模块重且易碎。另外，与在正常建筑中的窗口区域相比，诸如屋顶的安装位置受到限制，尤其是在摩天楼中更少。为了克服这种缺点，已经积极地对使用有机材料的光伏电池进行了研究。
在OPV中的光伏过程首先从主要通过聚合物吸收光开始，随后形成激子。然后，激子迁移到供体(聚合物)/受体(富勒烯)的界面处并在所述位置解离。分开的电子和空穴通过跳动移动到相反电极上并被收集在电极上，产生开路电压(Voc)。在连接电极时，产生光电流(短路电流Isc)。
在发现聚合物与碳C60之间的快速电荷转移之后，已经对基于π共轭聚合物的有机光伏电池进行了集中研究。常规的有机光伏装置使用透明基材如铟的氧化物如铟锡氧化物(ITO)或IZO作为正极并使用铝或其他金属作为负极。将包括电子供体材料和电子受体材料的光活性材料夹在正极与负极之间。常规装置中的供体材料为聚-3-己基噻吩(P3HT)，其为共轭聚合物。常规的受体材料为(6,6)-苯基C61丁酸甲酯(PCBM)，其为富勒烯的衍生物。ITO和铝的触点两者都使用溅射和热气相沉积，所述溅射和热气相沉积两者都是昂贵的、高真空技术。在这些光伏电池中，光典型地入射到基材侧面上，从而需要透明的基材和透明的电极。然而，这限制了基材和电极可选择的材料。此外，为了提高电导率，需要30～500nm的最小厚度。而且，有机光电转换层对氧气和水汽敏感，所述氧气和水汽降低功率转换效率并缩短有机太阳能电池的寿命周期。对有机光伏电池的开发已经实现了5.2%的转换效率(Martin A.Green等,Prog.Photovolt:Res.Appl.2010;18:346–352)。
这些聚合的OPV保持潜在成为成本高效的光伏电池的可能，因为其是溶液可处理的。使用印刷(Krebs和Norrman,Using light-induced thermocleavage in a roll-to-roll process for polymer solar cells,ACS Appl.Mater.Interfaces2(2010)877–887；Krebs等,A roll-to-roll process to flexible polymer solar cells:model studies,manufacture and operational stability studies,J.Mater.Chem.19(2009)5442–5451；Krebs等,Large area plastic solar cell modules,Mater.Sci.Eng.B138(2007)106–111；Steim等,Flexible polymer Photovoltaic modules with incorporated organicbypass diodes to address module shading effects,Sol.Energy Mater.Sol.Cells93(2009)1963–1967；Blankenburg等,Reel to reel wet coating as an efficient up-scaling technique for the production of bulk heterojunction polymer solarcells,Sol.Energy Mater.Sol.Cells93(2009) 476–483)、旋涂和激光刻绘(Niggemann,etal.,Organic solar cell modules for specific applications—from energyautonomous systems to large area photovoltaics,Thin Solid Films516(2008)7181–7187；Tipnis等,Large-area organic photovoltaic module—fabrication andperformance,Sol.Energy Mater.Sol.Cells93(2009)442–446；Lungenschmied等,Flexible,long-lived,large-area,organic solar cells,Sol.EnergyMater.Sol.Cells91(2007)379–384)以及辊涂(Jung和Jo,Annealing-free highefficiency and large area polymer solar cells fabricated by a roller paintingprocess,Adv.Func.Mater.20(2010)2355–2363)，已经展示了大面积的OPV。通常将透明导体ITO用作OPV中的空穴收集电极(正极)，普通几何形状的OPV从ITO正极开始，通过热蒸发工艺添加通常是低功函金属如铝或钙的电子接受电极(负极)。
另外，为了提高有机薄膜太阳能电池的效率，使用低分子量有机材料开发了光活性层，对所述层进行堆叠且功能由层隔开(P.Peumans,V.Bulovic和S.R.Forrest,Appl.Phys.Lett.76,2650(2000))。或者，在插入约0.5～5nm的金属层的条件下对光活性层进行堆叠以使得开端电压(Voc)翻番。(A.Yakimov和S.R.Forrest,Appl.Phys.Lett.80,1667(2002))。如上所述，光活性层的堆叠是提高有机薄膜太阳能电池的效率的最有效技术。然而，堆叠光活性层，能够导致层因源自不同层的溶剂形成物而熔化。堆叠也限制了光伏装置的透明度。在光活性层之间插入金属层能够防止溶剂从一个光活性层渗入另一个光活性层并防止其他光活性层受到损害。然而，金属层还会降低透光率，影响光伏电池的功率转换效率。
然而，为了太阳能电池与窗口具有相容性，必须首先致力于解决光伏装置透明度的问题。在传统太阳能模块中使用的金属触点阻挡可见性而必须被替换掉。另一个挑战是降低大规模制造的成本，以使得有机太阳能电池商业可行，以低得多的制造成本来补偿比当前光伏产品低的效率。例如，不透明的溶液基全喷雾装置显示了高达0.42%的PCE(Lim等,Spray-deposited poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)topelectrode for organic solar cells,Appl.Phys.Lett.93(2008)193301–193304)。大规模制造技术如印刷，已经降低了制造成本，但仍以特定方式涉及使用金属，因此影响了光伏电池的透明度。
因此，需要开发一种在不使用金属的条件下制造有机光伏电池的新方法，使得新型光伏电池的透明度增强。在完成本发明时的现有技术未描述如何实现制造更便宜、更简单且透明度增强的装置的这些目标。
发明内容
本发明公开了一种有机太阳能光伏电池，其利用自组装分子作为电池的界面层。所述光伏电池包含具有第一面和第二面的基材。所述基材可以为本领域中已知的用作光伏基材的任意材料。示例性材料包含布如尼龙布、棉布、聚酯布、麻布、竹布、玻璃如低碱土金属硼-铝硅酸盐玻璃和塑料。可使用的玻璃对本领域是已知的，且可包含具有4～10Ω/平方面积标称薄层电阻的玻璃。所述基材可以为尺寸为4”×4”的玻璃基材。示例性塑料包含任意聚合物如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)；丙烯酸类物质(PMMA)；环状烯烃共聚物(COC)；乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)；乙烯乙烯醇(EVOH)；氟塑料如PTFE、FEP、PFA、CTFE、ECTFE和ETFE；Kydex(丙烯酸类物质/PVC合金)；液晶聚合物(LCP)；聚甲醛(POM或缩醛)；聚丙烯酸酯(丙烯酸类物质)；聚丙烯腈(PAN或丙烯腈)；聚酰胺(PA或尼龙)；聚酰胺-酰亚胺(PAI)；聚芳醚酮(PAEK或酮)；聚丁二烯(PBD)；聚丁烯(PB)；聚氯三氟乙烯(PCTFE)；聚亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯(PCT)；聚碳酸酯(PC)；聚羟基烷酸酯(PHA)；聚酮(PK)；聚酯；聚醚酮酮(PEKK)；聚醚酰亚胺(PEI)；聚醚砜(PES)；氯化聚乙烯(CPE)；聚酰亚胺(PI)；聚甲基戊烯(PMP)；聚苯醚(PPO)；聚苯硫醚(PPS)；聚丙烯(PP)；聚苯乙烯(PS)；聚砜(PSU)；聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)；聚氨酯(PU)；聚乙酸乙烯酯(PVA)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)。
在玻璃的第一面上形成图案化的ITO层，从而形成正极。在ITO上形成图案化的自组装单层(SAM)如N-丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三乙氧基硅烷以作为具有约2nm以下如2nm的分子单层的层。然而，重要的是，SAM层的厚度不超过单个分子的2～3层即厚度为10nm以下。利用P3HT和PCBM的有源层覆盖所述SAM层。所述有源层具有约130nm～约200nm如约130nm或约200nm的层厚。在有源层上布置包含聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积%的二甲亚砜的层，从而为具有反向结构的光伏电池提供正极。任选地，这种正极层的厚度为约100nm～约700nm，且在某些变体中可以为600nm。示例性厚度包括200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、550nm、600nm、650nm和700nm。
使用布置在基材边缘上的密封剂如UV固化环氧密封剂对电池进行密封。
此外，光伏电池可处于电连接的形式，由此形成阵列。例如，将一系列有机太阳能光伏电池布置成具有12mm2的有效面积的50个单个电池的阵列。在某些变体中，所述阵列包含在一排中串联布置的10个电池和并联连接的5排。
还演示了使用喷雾技术与N-丙基三甲氧基硅烷的新型自组装单层一起制造光伏电池和阵列。与大大限制了太阳能电池的透明度并使得大规模制造难以进行的基于旋涂并使用金属作为负极触点的常规技术相比，新喷雾技术同时解决了这两个问题。在期望基材(可以是刚性以及柔性)上使用这种逐层喷雾技术制造了薄膜有机太阳能模块。该技术在基于有机半导体溶液大规模、低成本制造商业光伏产品方面潜力巨大。该技术将摆脱与当前硅和无机薄膜光伏产品相关的高真空、高温、低速率和高成本制造的要求。而且，可将该技术用在包括布和塑料的任意类型的基材上。制造有机太阳能光伏电池的方法包括将ITO图案化到上述基材上。ITO的图案化任选地包括获得ITO基材和使用光刻图案化所述ITO。在某些变体中，使用定制的喷雾掩模在基材上喷涂ITO光刻图案。然后，将一部分ITO从基材腐蚀掉。在某些变体中，将HCl和HNO3用作腐蚀剂，但可使用本领域中已知的适用于ITO和基材的任意一种腐蚀剂。然后，对腐蚀的基材进行清洁。示例性清洁方法包括在三氯乙烯、丙酮和/或异丙醇中进行超声处理。任选在50℃下在三氯乙烯、丙酮和异丙醇三种浴中的每一种中对基材清洁20分钟，随后利用N2进行干燥。
将自组装的分子层如N-丙基三甲氧基硅烷的层或本领域中已知的其他自组装分子材料如氨基丙基三乙氧基硅烷(NH2)的层(Jong Soo Kim等,Appl.Phys.Lett.91,112111(2007))施加到蚀刻后的ITO玻璃上。在手套箱内对自组装的单层进行退火。利用本领域中已知的手段和浓度形成P3HT和PCBM的有源层。通过在二氯苯中在1:1的重量比下对P3HT和PCBM进行混合制备示例性溶液。任选地在60℃下在电热板上将该溶液搅拌48小时。在制备之后，将有源层喷涂在自组装的分子层上。在真空下在前室中对部分组装的装置干燥至少12小时。
通过本领域中已知的任意手段形成包含混合有5体积%二甲亚砜的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯的层。例如，对聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯进行稀释并通过0.45μm的过滤器进行过滤，随后将二甲亚砜混入稀释的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯中。将聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯溶液喷涂到有源层上并将装置放入高真空如10-6Torr下1小时。然后，对太阳能光伏电池进行退火并利用UV固化环氧树脂进行包封，所述UV固化环氧树脂利用UV进行固化。
本发明的装置和方法已经解决了当前用于制造结晶和薄膜太阳能电池的工艺昂贵而复杂，即高真空、高温、低速率和高成本的制造的问题。此外，可以将该技术用于其他类型的基材如塑料上。这种新技术使得所有可溶液加工的有机太阳能面板都具有透明触点。该技术在基于有机半导体溶液的商业光伏产品的大规模、低成本制造方面具有巨大潜力。使用自组装分子(SAM)改进了ITO的功函，并使用SAM代替先前的Cs2CO3以提高装置的效率和再现性。
附图说明
为了更全面地理解本发明，应当结合附图并参考如下详细说明，其中：
图1显示的是含有喷涂层的新型反向OPV电池的透视图。
图2显示出新型有机光伏电池，此时所述有机光伏电池接收具有能量hv的光子。
图3是在连续AM1.5太阳光照下在不同时间点测量的使用SAM的反向阵列的电流-电压(I-V)的图。
图4是装置体系结构的图，显示出反向阵列的顶视图。
图5显示的是显示串联连接的反向太阳能阵列的装置体系结构的横断面视图。
优选实施方案详述
通过参考本发明优选实施方案的如下详细说明和本文中包括的实施例，将更易于理解通过逐层(LBL)喷雾制造透明（see-through）有机太阳阵列的本发明。然而，在对本发明的化合物、组合物和方法进行公开和描述之前，应当理解，本发明并不局限于具体化合物、具体条件或具体方法等，除非说明明确。因此，本发明可以改变，且其中大量的变化和变体对本领域中的技术人员是显而易见的。还应理解，本文中使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的且不是限制性的。
如本文中所使用的，“约”是指接近或几乎等于，在数值或范围所涉及的上下文中是指数值的±15%。
如本文中所使用的，“基本”是指大体上，如果明确不是全部，则是指非常接近而差别不明显。
本文中所述用于喷雾的所有掩模都通过Towne Technologies,Inc.定制。
实施例1
使用正性光致抗蚀剂如Shipley1813，在4500rpm下旋涂并在90℃下的电热板上软烘干3分钟，将铟锡氧化物(ITO)图案化到玻璃基材上。然后，将基材暴露在设置为25W的恒定强度模式的UV灯下并持续1.4秒。使用Shipley MF319将结构显影约2.5分钟并用水漂洗。然后，在145℃下硬烘干4分钟，用丙酮和棉花将所有过量的光致抗蚀剂清洁掉。在清洁之后，在电热板上于100℃下利用20%HCl-7%HNO3的溶液对基材蚀刻约5～11分钟。然后，使用丙酮，随后使用异丙醇用手对蚀刻后的基材进行清洁，并使用UV-臭氧对所述基材进一步清洁至少15分钟。
在图案化的ITO层的顶上形成了自组装的单层(SAM)层。制备了N-丙基三甲氧基硅烷在乙醇中的溶液(3mM)并在室温下搅拌10分钟。一旦SAM溶液准备好之后，立即将ITO基材放入准备好的SAM溶液中并在室温下在N2手套箱内浸泡36～48小时。
所述SAM溶液提供约等于或小于2nm的单层厚度。然后，利用乙醇对基材进行漂洗，随后用甲苯洗涤和用异丙醇洗涤，每项实施10分钟。
通过在60℃下在二氯苯中以20mg/mL配制分开的P3HT(高分子量)溶液和PCBM(C60)溶液并在电热板上搅拌24小时，制备了有源层溶液。然后，以1:1的比例将这两种分开的溶液混合并在60℃下在电热板上搅拌24小时，制得10mg/mL的最终溶液。然后，利用N2设置为30psi的喷枪在SAM层上喷涂活性涂层。将喷枪设置为距基材约7～10cm并喷涂有源层的多个轻层。关于每次喷涂，使用的溶液为约600～900μL。
在多个薄层上施加有源层的最终的厚且连续的涂层，形成约130nm～约200nm的厚度，从而完成有源层的涂布。在干燥之后，使用二氯苯(DCB)-湿棉花，随后使用异丙醇-湿棉花，将基材过量的有源层溶液擦掉。然后，在真空下将基材在前室中放置至少8～12小时。
将kovar阴影掩模与基材的位置对齐并通过在基材下方放置磁体以保持位置。使用木制销子对串联连接位置进行擦拭，使得负极露出以用于后面的电连接。
通过以5体积%浓度向过滤过的PEDOT:PSS溶液中添加二甲亚砜制备了改性的PEDOT(m-PED)层。然后，将溶液在室温下搅拌，随后超声波处理1小时。通过将基材/掩模放置在电热板(90℃)上，制备了m-PED涂层。使用设置为30psi的氮气(N2)作为载气，使喷枪距离基材约7～10cm，喷涂m-PED层。施加多个轻层，直至达到约500nm～约700nm的最终厚度。然后将基材从电热板移走并除去掩模。小心，以避免将mPED与掩模一起除去。将基材置于高真空处理(10-6Torr)中并持续1小时，随后在120～160℃下将基材退火10分钟。
使用施加到装置触点的银漆对基材进行包封，并随后干燥所述触点。使得包封的玻璃具有凹口并使用丙酮和异丙醇用手进行清洁，随后进行UV-臭氧清洁。将UV固化环氧树脂密封剂(EPO-TEK OG142-12；Epoxy Technology,Inc.,Billerica,MA)施加到包封玻璃的边缘，将玻璃放入手套箱中并持续至少15分钟，同时暴露在UV下。然后将装置上下反转，将环氧树脂施加到包封玻璃的顶上。最后将装置暴露在UV下并持续15分钟以固化密封剂环氧树脂。
实施例2
使用实施例1中所述的方法，参见图1剖析，产生了反向有机光伏电池1。反向光伏电池1由活性材料的不同层和在基材5上建造的端子(正极和负极)构成。将在本实例中由ITO构成的正极10喷施在基材5上以形成从基材5的第一组边缘突出的图案。SAM层40覆盖正极10，最外部边缘除外，如图2中所示。对SAM层的组分进行选择以提供梯度用于电荷穿越界面，与有机半导体的常规p-n结接近，由此提供更高效率的异质结。将有源层30直接布置在界面缓冲层40的顶上，且使用聚(3-己基噻吩)和6,6-苯基C61丁酸甲酯制备所述有源层30。以类似于负极但是垂直于负极的方式，将正极20布置在有源层上。示例性正极材料包括掺杂有二甲亚砜的PEDOT:PSS。发现完全包封的4μm×4μm的阵列具有超过30%的透明度。
通过将电池暴露在连续照射下对装置进行了分析，如图2中所示。将光伏电池暴露在源自Newport1.6KW太阳模拟器的在100mW/cm2AM1.5辐照度下的连续光照下。从UV灯连续的AM1.5太阳光照所产生的的电流-电压(I-V)显示，使用SAM的反向阵列产生电压Voc=1.2V、电流Isc=3.2mA、FF=0.23且第三次测量时功率转换效率(PCE)为0.3%，如图3中所示。
实施例3
已证明太阳光照将太阳能阵列的效率提高高达250%。在AM1.5辐照度下观察到阵列的装置效率为1.80%。数据显示，在光照下性能的提高仅发生在喷涂的装置上，而不发生在通过旋涂制成的装置上(参见Lewis等人的PCT/US11/54290)。这意味着，使用本喷涂技术制成的太阳能电池在太阳光下发挥更好，这对于太阳能应用是有利的。
通过如上所述排列50个单个反向电池制备了太阳能阵列，各自具有60mm2的有效面积。所述阵列被配置为在一排中串联10个电池以提高电压和并联连接五排以提高电流。相邻电池之间的连接使用的是图4和图5横断面中所示的有机层构造。
在前面的说明书中，所公开的所有文献、法案或信息不代表确认其任意组合的文献、法案或信息是公众可获得的、公众已知的、本领域普通知识的一部分，或者在优先权日期时已知用于解决任意问题。
以上引用的所有出版物的公开内容，各自以其完整形式，在与通过单独参考将各个并入的相同程度下，通过参考明确并入本文中。
尽管已经描述并显示了有机光伏电池的具体实施方案，但是本领域技术人员应清楚，在不背离本发明的宽泛主旨和原理的条件下可作出变化和改变。意在将上述说明中所包含的或在附图中所显示的所有事物解释为示例性的而不是限制性的意义。还应理解，权利要求书旨在覆盖本文中所述发明的所有一般和具体特征，以及本发明范围的、或者从语言上讲落在本发明范围内的所有陈述。

Claims (15)

1.制造有机太阳能光伏电池的方法，所述方法包括：
将铟锡氧化物(ITO)图案化到基材上；
将图案化后的ITO基材浸泡在准备好的包含N-丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三乙氧基硅烷的自组装分子溶液中，并将所述基材在手套箱内退火以在图案化后的ITO基材上施加自组装分子的层，其中所述自组装分子的层包含不超过3个单分子层，每个单分子层的厚度小于等于约2nm，以使得所述自组装分子的层的整体厚度小于等于约6nm；
在自组装分子层上喷涂聚-3-己基噻吩和(6,6)-苯基C61丁酸甲酯的有源层，其中所述有源层包含多个喷涂轻层，每个喷涂轻层包含约600～900μL之间的聚-3-己基噻吩和(6,6)-苯基C61丁酸甲酯，以使得有源层的整体厚度介于约130nm～约200nm之间；
在真空下将太阳能光伏电池干燥至少12小时；
在有源层上喷涂包含混合有5体积％二甲亚砜的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯的层，其中包含聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的层包含多个喷涂的单层，以使得聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的层的最终厚度介于约500nm～约700nm之间；
将太阳能光伏电池放入高真空中历时1小时；
对太阳能光伏电池进行退火；以及
对太阳能光伏电池进行包封。
2.如权利要求1所述的方法，其中ITO图案化还包括：
获得涂布有ITO的基材；
使用光刻图案化ITO；
对ITO进行蚀刻；以及
对蚀刻后的ITO和基材进行清洁。
3.如权利要求2所述的方法，其中利用HCl和HNO3的混合溶液实施对ITO的蚀刻。
4.如权利要求2所述的方法，其中通过在50℃在三氯乙烯、丙酮和异丙醇中各自20分钟的超声波处理进行清洁。
5.如权利要求1所述的方法，其中通过在二氯苯中以1:1的重量比混合P3HT和PCBM以及在喷雾之前在60℃搅拌48小时来制备有源层溶液。
6.如权利要求1所述的方法，其中通过如下操作制备包含混合有5体积％二甲亚砜的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯的层：
对聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯进行稀释，
将稀释后的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯过滤通过0.45μm的过滤器；以及
将二甲亚砜混入稀释后的聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯中。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述高真空为10-6Torr。
8.如权利要求1所述的方法，还包括将所述有机太阳能光伏电池组装成具有12mm2的有效面积的50个单个电池的阵列。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述阵列被配置为在一排中串联10个电池且并联5排。
10.有机太阳能光伏电池，其包含：
具有第一面和第二面的基材；
布置在所述基材的第一面上的图案化的ITO层；
布置在图案化的ITO层上的图案化的自组装分子的层，其中所述图案化的自组装分子的层包含N-丙基三甲氧基硅烷或氨基丙基三乙氧基硅烷，以及其中所述图案化的自组装分子的层包含不超过3个单分子层，每个单分子层的厚度小于等于约2nm，以使得所述图案化的自组装分子的层的整体厚度小于等于约6nm；
布置在图案化的自组装分子层上的P3HT和PCBM的喷涂有源层，其中所述喷涂有源层包含多个喷涂轻层，每个喷涂轻层包含约600～900μL之间的聚-3-己基噻吩和(6,6)-苯基C61丁酸甲酯，以使得所述喷涂有源层的整体厚度介于约130nm～约200nm之间；
布置在有源层上的包含聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的喷涂的层，其中包含聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的层包含多个喷涂的单层，以使得聚(3,4)亚乙基二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸酯和5体积％二甲亚砜的层的最终厚度介于约500nm～约700nm之间；
与有源层电连接的至少一个触点，其中将银漆布置在所述至少一个触点上；以及
布置在基材边缘上的UV固化环氧树脂密封剂。
11.如权利要求10所述的有机太阳能光伏电池，其中所述基材为低碱土金属硼-铝硅酸盐玻璃、布或塑料。
12.如权利要求11所述的有机太阳能光伏电池，其中所述布为尼龙布、棉布、聚酯布、麻布、竹布。
13.如权利要求10所述的有机太阳能光伏电池，其中所述涂布有ITO的基材具有4～10Ω/平方面积的标称薄层电阻。
14.如权利要求10所述的有机太阳能光伏电池，其还包含布置成具有12mm2的有效面积的50个单个电池的阵列的一系列有机太阳能光伏电池。
15.如权利要求14所述的有机太阳能光伏电池，其中所述阵列还包含在一排中串联布置的10个电池和并联连接的5排。
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