CN103855306A - 一种有机太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机太阳能电池，包括依次层叠的阳极、光活性层和阴极，所述阳极与光活性层之间设有至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或所述阴极与光活性层之间设有至少一层电子给体掺杂电子传输层，所述强电子受体的LUMO能级与空穴传输材料的HOMO能级两者之差的绝对值小于0.3eV。所述电子给体的LUMO能级与电子传输材料的HOMO能级两者之差的绝对值小于0.3eV。本发明中的有机太阳能电池实现了电极的欧姆接触，内建电场得到增强，影响因子和短路电流大大增加。本发明还公开了该有机太阳能电池的制备方法。

Description

一种有机太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种有机太阳能电池，尤其涉及一种具有强电子受体掺杂空穴传输层，和/或强电子给体掺杂电子传输层的有机太阳能电池，本发明还涉及这种有机太阳能电池的制造方法。
背景技术
有机太阳能电池是由电子给体(D)材料和电子受体(A)材料构成的光活性层夹在透明导电玻璃(TCO)光阳极和低功函数金属阴极之间而构成的光电转换器件。由于其原料丰富、制备简单、成本较低、重量轻、可制成柔性器件等优点而在国内外广为研究。有机半导体材料由于介电常数较小，在光激发下不会直接生成自由载流子，而是生成电子-空穴束缚对即激子。激子必须在给/受体形成的异质结界面发生解离后才生成自由载流子。鉴于平面异质结光活性层给/受体界面有限，不利于激子解离，目前有机太阳能电池的光活性层多采用给/受体混合形成的体相异质结。由于体相异质结结构无处不在的给/受体界面非常有利于激子解离，互穿的网络两相材料有利于载流子的传输，已成为目前最常用的有机太阳能电池光活性层结构。
然而，对有机太阳能电池来说，优化活性层的形貌要真正实现理想体相异质结的结构是极其困难的。理想的体相异质结结构要求DA材料互相贯穿的锯齿形结构：1.合适的纳米尺度DA两相分离以利于激子在复合之前到达给/受体界面而被充分解离；2.互相贯穿的连续载流子通道以利于载流子的输运。通过退火等处理，前者是可以实现的，但后者实际上却很难实现的。因为体相异质结活性层中的载流子迁移率较单一材料偏低，激子解离后生成的自由载流子在两相混合传输的过程中容易复合，这成为限制体相异质结有机太阳电池效率的重要因素。
与平面异质结结构相比，体相异质结无处不在的异质结有利于生成的激子在有限的扩散长度之内到达界面而被充分解离。然而，激子解离后电子和空穴分别在对应的单一材料中传输，平面异质结则更具有优势。为了综合体相异质结和平面异质结两者的优势，人们提出了具有混合平面异质结D/D:A/A结构的有机太阳能电池。厚度为激子扩散长度量级的体相异质结D:A层作为光活性层，吸收光子产生并解离激子；D和A层作为载流子传输层分别传输空穴和电子，此种结构将激子解离和载流子传输分开来，从而减少了载流子的复合。但是必须指出目前混合平面异质结有机太阳能电池仍存在以下不足：1、本征有机半导体很小的载流子浓度和低的载流子迁移率使得其电导率很低，在能级匹配上也难以实现与电极的欧姆接触，这使得光伏器件的串联电阻较大，填充因子较小；2、器件内部贯穿体相异质结层的、源于电极费米能级差、驱动载流子输运的内建电场强度较弱，而且主要集中在活性层与电极的界面处，不利于载流子在两相混合的活性层中无复合地传输；3、以常规的给体材料做强电子受体空穴传输层，对于本征层具有强烈的光学掩蔽效应，不适合作为光学窗口层。以上不足使得混合平面异质结型有机太阳能电池器件的短路电流和填充因子都偏离预期，难以充分利用这一结构设计的优势。
例如申请号为CN201110265675.5的中国发明专利申请《一种有机太阳能电池及其制备方法》(申请公布号为CN102280589A)公开了一种具有异质结有机小分子器件阳极修饰技术，其在透明电极上面有一阳极修饰层，该修饰层用于抑制阳极界面激子拆分。又如申请号为CN201210120956.6的中国发明专利申请《一种P-I-N型聚合物太阳能电池及其制备方法》(申请公布号为CN102646794A)包括依次层叠的衬底、透明导电金属氧化物阳极层、阳极修饰层、P型电子给体P层、由电子给体P和受体N共混而成的光电活性I层、N型电子受体N层、阴极修饰层(或者没有)、低功函阴极层、金属导线和负载装置。
上述专利所使用的阳极修饰层或者阴极修饰层所选用的材料为一般的有机半导体材料，而一般有机半导体材料由于电子与空穴的迁移率相差几个数量级而呈现为本征的P或N型，但由于未人为掺杂，处于基态时其中自由载流子的浓度是很低的，而且有机半导体材料的载流子迁移率本身又很低，根据σ＝neμ可以知道，未经掺杂的有机半导体的导电性很差。由于有限的载流子浓度，这样的本征半导体在形成双层平面异质PN结时耗尽层很宽，导致由电池电极的功函数差建立的内建电场很弱，器件的整流特性很差。这种整流特性依靠电极功函数差而不是P和N层费米能级差建立的内建电场来实现，与普遍的PN结自身作为整流器件原型的理念是相悖的。最近的研究表明内建电场主要分布于活性层与电极的界面处，而在活性层内部极其弱(Lee，J.，Kong，J.，Kim，H.，Kang，S.O.，&Lee，K.(2011).Direct observation of internal potential distributions in a bulkheterojunction solar cell.Applied Physics Letters，99，243301.)，而且强烈依赖于电极的功函数。所以激子解离后生成的光生载流子主要通过扩散运动到达对应的电极，内建电场的作用被大大减弱，造成光生载流子收集效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是另提供一种有效提高传输层载流子浓度的有机太阳能电池。
本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种转换效率有效提高的有机太阳能电池。
本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种有机太阳能电池的制造方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种有机太阳能电池，包括依次层叠的阳极、光活性层和阴极，所述阳极与光活性层之间具有至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或所述阴极与光活性层之间具有至少一层强电子给体掺杂电子传输层，其特征在于：
所述强电子受体掺杂空穴传输层中，强电子受体的最低未占轨道能级与空穴传输材料的最高占据轨道能级两者之差的绝对值小于0.3eV；
所述强电子给体掺杂电子传输层中，强电子给体的最高占据轨道能级与电子传输材料的最低未占轨道能级两者之差的绝对值小于0.3eV。
在上述技术方案的太阳能电池中，空穴传输材料中掺杂有强电子受体，电子传输材料中掺杂有强电子给体，其中强电子受体与空穴传输材料之间发生基态电荷转移，而强电子给体与电子传输材料之间发生基态电荷转移。
所述强电子受体掺杂空穴传输层中，强电子受体所占的质量分数不大于10％，所述强电子给体掺杂电子传输层中，强电子给体所占质量分数不大于10％。
所述的空穴传输材料优选为酞菁铜(CuPc)、聚3-己基噻酚(P3HT)、N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(TPD)、N，N，N′N′-四(4-甲氧基苯基)对二氨基联苯(MeO-TPD)、N，N′-二苯基-N，N′-(1-萘基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(NPD)、N，N′-二(α-萘基)-N，N′-二苯基-4，4′-联苯胺(α-NPD)、N，N′-二苯基-N，N′-双(4′-(N，N-双(萘-1-基)-氨基)-联苯基-4-基)-联苯胺(Di-NPB)、2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴(Spiro-MeOTAD)、并五苯；
所述电子传输材料优选为C60、[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCBM)、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、4，7-二苯基-1，10-菲啰啉(Bphen)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲啰啉(BCP)。
上述的空穴传输材料能级与电子给体材料匹配，有利于空穴传输而阻挡电子，从而减少载流子的复合。上述的电子传输材料是带隙合适而能级与电子受体材料匹配的有机半导体材料，利于传输电子而阻挡空穴。
所述强电子受体优选为2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌(F4-TCNQ)、四氰代对二亚甲基苯醌(TCNQ)、2，5-二氟-四氰基对苯二醌二甲烷(F2-TCNQ)、三[1，2-二(三氟甲基)乙烷-1，2-二硫醇烯]钼(Mo(tfd)3)、1，3，4，5，7，8-六氟-四氰-二甲对萘醌(F6-TNAP)、2，3-二氯-5，6-二氰基对苯醌(DDQ)、2，3，6，7，10，11-六氰基-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(HAT-CN)。
所述强电子给体优选为5，6-二甲基苯并咪唑(DMBI)、(4-(1，3-二甲基-2，3-二氢苯并咪唑-2-基)苯基)二甲胺(N-DMBI)、四硫代并四苯([Ru(terpy)2]，terpy＝2，2’：6’，2”-三联吡啶)或W2(hpp)4，其中hpp＝1，3，4，6，7，8-六氢-2H-嘧啶并-[1，2-a]-嘧啶。
所述强电子受体掺杂空穴传输层的厚度为5nm～50nm；所述强电子给体掺杂电子传输层的厚度为5nm～50nm。
对上述技术方案中太阳能电池的一种改进，所述阳极与强电子受体掺杂空穴传输层之间具有阳极修饰层；和/或所述阴极与强电子给体掺杂电子传输层之间具有阴极修饰层。
一种有机太阳能电池的制备方法，包括在阳极与光活性层之间制备至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或在阴极与光活性层之间制备至少一层强电子给体掺杂电子传输层，其特征在于：所述强电子受体或强电子给体的掺杂方法为溶液法、溅射法、共蒸镀法、共旋涂法中的一种。
另一种有机太阳能电池的制备方法，包括在阳极修饰层与光活性层之间制备至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或在阴极修饰层与光活性层之间制备至少一层强电子给体掺杂电子传输层，其特征在于：所述强电子受体或强电子给体的掺杂方法为溶液法、溅射法、共蒸镀法、共旋涂法中的一种。
上述技术方案公开了一种强电子受体掺杂空穴传输层，和/或强电子给体掺杂电子传输层来实现混合平面异质结有机太阳能电池的功率转换效率的增大；该技术方案还涉及掺杂后修饰层载流子浓度的变化引起电导率的提高以及掺杂后传输层能带排列的变化引起内建电场重新排列和增强；该技术方案还公开了使用强电子受体掺杂空穴传输层，和/或强电子给体掺杂电子传输层实现有机电池转换效率提升的方法。
上述技术方案具体在所述强电子受体的LUMO(最低未占轨道)能级与空穴传输材料的HOMO(最高占据)能级两者之差的绝对值小于0.3eV；所述强电子给体的HOMO能级与电子传输材料的LUMO能级两者之差的绝对值小于0.3eV。
空穴传输层掺杂通过如下实现：通过对空穴传输材料进行强电子受体掺杂，实现强电子受体与空穴传输材料之间的基态电荷转移。如图1所示，具体过程如下：在基态时，由于能级差，空穴传输材料的HOMO能级12b上的电子会向比其能量更低的强电子受体的LUMO能级11a转移，从而分别形成带负电的强电子受体阴离子和带正电的空穴传输材料的阳离子，它们由于库仑力束缚在一起，热激发解离后，会使得空穴传输材料的HOMO能级12b上出现空穴，从而使得基态空穴传输材料修饰层中的空穴浓度增加，导电性增强，费米能级(Ef)12c向HOMO能级方向靠近，变成更低的费米能级(Ef’)12c’。即在基态时电子从空穴传输材料的HOMO能级12b转移到强电子受体的LUMO能级11a上。
电子传输层掺杂的实现：通过对电子传输材料进行强电子给体掺杂，实现强电子给体与电子传输材料之间的基态电荷转移，电子传输材料具有较大的能级差。如图1所示，具体过程如下：在基态时，由于能级差，强电子给体的HOMO能级14b的电子会向比其能量更低的电子传输材料的LUMO能级13a转移，从而使得电子传输材料的LUMO能级13a上出现电子，这使得基态电子传输材料中的电子浓度增加，导电性增强，费米能级(Ef)13c向电子传输材料的LUMO能级13a方向靠近变成费米能级(Ef’)13c’。
强电子受体的LUMO的能级与空穴传输材料的HOMO能级之间的基态电荷转移以及强电子给体HOMO能级与电子传输材料LUMO能级之间的基态电荷转移如图1所示。
满足上述条件制备的空穴传输层和电子传输层不仅具有大的电导率，可以实现与电极的欧姆接触，减小器件串联电阻，而且可以增强器件的内建电场(这贯穿光活性层的内建电场是由P和N层的费米能级差建立的)，有利于激子解离(场助解离)和解离后的载流子在I层中的传输(无序体系的载流子迁移率在强场下增大)。另外，宽带隙的载流子传输材料(空穴传输材料和电子传输材料)除了适合做窗口层外，还具有大的费米能级移动(由于掺杂)空间，可以实现更大的内建电场，改善器件的整流特性，总的结果是增加器件的填充因子和短路电流。因此选用宽带隙的空穴传输材料、电子传输材料结合适当的强电子受体和强电子给体，可以较大程度地扩大空穴传输材料与电子传输材料之间的能级差，最后能够获得最佳的电池转换效率。
与目前研究较多的有机太阳能电池相比，这种具有掺杂传输层的有机太阳能电池具有如下优势：1、将载流子的生成和传输分开：体相异质结(D:A)光活性层解离激子生成载流子，掺杂载流子修饰层传输电子和空穴，减少载流子的复合；2、厚的掺杂载流子修饰层使得光活性层与电极不直接接触，避免了可能的短路和电极处的激子复合，又可以保护器件，增加性能稳定性；3、驱动载流子传输至对应电极的内建电场源于载流子修饰层费米能级差而不再主要由电极功函数差决定，特别是修饰层掺杂后，导电性增加，可以实现与电极的欧姆接触，减小电荷注入/收集势垒，内建电场与电极无关，因此电极材料选取不受限制；4、在不显著增加器件串联电阻的前提下可以制备足够厚的活性层以充分吸光；5、可以以此为子电池制备叠层PIN结构太阳能电池，实现光谱响应拓宽效应。
附图说明
图1为掺杂剂与传输材料之间的基态电荷转移示意图；
图2为实施例一有机太阳能电池结构示意图；
图3为实施例一空穴传输层的掺杂的电荷转移示意图；
图4为实施例二电子传输层的掺杂的电荷转移示意图；
图5为实施例三的有机太阳能电池能级示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本实施例的有机太阳能电池，如图2所示，包括从上至下依次层叠的低功函数阴极1、光活性层(D:A)2、空穴传输层3、阳极修饰层4、高功函数的阳极5，其中空穴传输层3具体通过对宽带隙的空穴传输材料作为窗口层采用强电子受体进行掺杂而获得的。
本实施的有机太阳能电池的制备方法如下：
1)对透明导电玻璃ITO(In2O3:Sn)分别用去离子水、乙醇、丙酮和异丙醇分别超声清洗15分钟，采取紫外臭氧处理以提升ITO功函数，该导电玻璃的导电面为阳极5；
2)在干燥后的透明导电玻璃ITO表面采用旋涂法制备一层PEDOT:PSS(聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)阳极修饰层4，厚度约为35nm；
3)通过共旋涂法在已经制备好的阳极修饰层4表面制备空穴传输层3，该空穴传输层3的空穴传输材料为P3HT，强电子受体为F2-TCNQ，掺杂浓度质量分数2∶100(F2-TCNQ:P3HT，通过溶液法进行掺杂)，该空穴传输层3的厚度约为10nm；
4)通过共旋涂法在已经制备好的空穴传输层3表面制备P3HT:PCBM体相异质结有机光活性层2，光活性层2的厚度约为200nm；
5)在上述电子修饰层表面真空蒸镀100nm厚的低功函数金属铝极，作为阴极1。
本实施例的空穴传输层掺杂通过如下实现：通过对空穴传输材料进行强电子受体掺杂，实现强电子受体与空穴传输材料之间的基态电荷转移，空穴传输材料P3HT具有较大的光学带隙，强电子受体为F2-TCNQ。如图3所示，具体过程如下：P3HT的HOMO能级22b为-5.0eV，在基态时，由于能级差，P3HT的HOMO能级22b(-5.0eV)上的电子会向比其能量更低的F2-TCNQ的LUMO能级21a(-5.24eV)转移，从而分别形成F2-TCNQ负电基团离子与P3HT正电基团，它们由于库仑力束缚在一起，热激发解离后，会使得P3HT的HOMO能级22b上出现空穴，从而使得基态P3HT修饰层中的空穴浓度增加，导电性增强，费米能级(Ef)22c向HOMO能级方向靠近，变成能级更低的费米能级(Ef’)22c’。基态时电子从P3HT的HOMO能级22b转移到强电子受体的F2-TCNQ的LUMO能级21a上的基态电荷转移如图3中所示。
实施例二
本实施例的有机太阳能电池，包括从下至上依次层叠的高功函数的阳极、阳极修饰层、光活性层、电子修饰层、低功函数阴极。
本实施例有机太阳能电池的制备方法，步骤如下：
1)对透明导电玻璃ITO分别用去离子水、乙醇、丙酮和异丙醇分别超声清洗15分钟，采取紫外臭氧处理以提升ITO功函数，该导电玻璃的导电面为阳极；
2)在干燥后的ITO表面通过共蒸镀法制备一层空穴传输层，其中空穴传输材料为CuPc，厚度为15nm；
3)通过共蒸镀法在已经制备好的空穴传输层表面制备CuPc:C60体异质结光活性层，厚度为40nm；
4)通过共蒸镀法在已经制备好的活性层表面制备电子修饰层，其中电子传输材料为C60，强电子给体为DMBI，掺杂浓度质量分数比为1∶100(DMBI:C60，使用共蒸发法进行掺杂)，厚度20nm；
5)在上述电子修饰层表面真空蒸镀100nm厚的低功函数金属铝阴极。
电子修饰层掺杂的实现：通过对电子传输材料PCBM进行强电子给体掺杂，实现强电子给体DMBI与电子传输材料C60之间的基态电荷转移。电子传输材料C60具有较大的能级差，N型掺杂剂DMBI为强电子给体或强的还原剂。如图4所示，具体过程如下：在基态时，由于能级差，强电子给体DMBI的HOMO能级34b(-3.5eV)上的电子会向比其能量更低的C60的LUMO能级33a(-3.7eV)转移，从而使得C60的LUMO能级33a上出现电子，这使得基态C60修饰层中的电子浓度增加，导电性增强，费米能级(Ef)33c向C60的LUMO能级方向靠近变成费米能级(Ef’)33c’。强电子给体DMBI的HOMO能级与PCBM的LUMO能级之间的基态电荷转移如图4中所示。
实施例三
本实施例的有机太阳能电池，包括从下至上依次层叠的高功函数的阳极、阳极修饰层、空穴传输层、光活性层、电子传输层、低功函数阴极。
本实施例有机太阳能电池的制备方法，步骤如下：
1)对透明导电玻璃ITO分别用去离子水、乙醇、丙酮和异丙醇分别超声清洗15分钟，必要时采取紫外臭氧处理以提升ITO功函数，该导电玻璃的导电面为阳极；
2)在干燥后的透明导电玻璃ITO表面采用旋涂法制备一层PEDOT:PSS阳极修饰层，厚度约为40nm；
3)通过共旋涂法在已经制备好的阳极修饰层表面制备空穴传输层，其中空穴传输材料为Spiro-MeOTAD，强电子受体为F4-TCNQ，掺杂浓度质量分数比2∶100(F4-TCNQ:Spiro-MeOTAD)，厚度约为10nm；
4)通过共旋涂法在已经制备好的空穴传输层表面制备P3HT:PCBM体相异质结有机光活性层，厚度约为200nm；
5)通过共旋涂法在已经制备好的体相异质结有机吸光活性层表面制备电子修饰层，其中电子传输材料为Bphen，强电子给体为N-DMBI，掺杂浓度质量分数比1∶100(N-DMBI:Bphen)，厚度约为10nm；
6)在上述电子修饰层表面真空蒸镀100nm厚的低功函数金属铝阴极。
图5为本实施例有机太阳能电池的空穴传输层和电子修饰层分别进行掺杂后的费米能级变化的整体示意图，掺杂后，有机太阳能电池中的基态电荷转移分为两部分，一部分是如图5所示的从强电子给体N-DMBI的HOMO能级44b转移至电子传输材料Bphen的LUMO能级43a，另一部分如图5所示的从空穴传输材料Spiro-MeOTAD的HOMO能级42b转移至强电子受体F4-TCNQ的LUMO能级41a。经掺杂后，空穴传输材料费米能级42c和电子传输材料费米能级43c的发生了变化，具体为：电子传输材料的费米能级43c向着电子传输材料的LUMO能级靠近变成费米能级43c’；而空穴传输材料的费米能级42c向着空穴传输材料的HOMO能级靠近变成费米能级42c’。电子传输材料和空穴传输材料的费米能级位置的变化，从而导致了费米能级差45的增大。
对比实施例一
本实施例有机太阳能电池的结构与实施例三不同之处在于：空穴传输层未掺杂强电子受体，空穴传输材料为Spiro-MeOTAD；电子传输层未掺杂强电子给体，电子传输材料为Bphen。制备方法及其他参数如同实施例三。
有机太阳能电池的具体结构为：ITO/Spiro-MeOTAD/P3HT:PCBM/Bphen/Al。
对比实施例二
本实施例有机太阳能电池的结构与对比实施例一不同之处在于：空穴传输层与阳极之间制备有阳极修饰层——PEDOT:PSS。
有机太阳能电池结构为：ITO/PEDOT:PSS/Spiro-MeOTAD/P3HT:PCBM/Bphen/Al。
下表为上述实施例中不同电池结构的电池性能参数比较，可以看到技术改进后，设置有P掺杂型空穴传输层、强电子给体掺杂电子传输层和电极修饰层的有机电池光电转换效率最高达到4.88％，比有空穴、电子传输层和电极修饰层的电池效率增加21.3％，比有空穴、电子传输层，无电极修饰层的电池效率增加36.7％。

Claims (9)

1.一种有机太阳能电池，包括依次层叠的阳极、光活性层和阴极，所述阳极与光活性层之间具有至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或所述阴极与光活性层之间具有至少一层强电子给体掺杂电子传输层，其特征在于：
所述强电子受体掺杂空穴传输层中，强电子受体的最低未占轨道能级与空穴传输材料的最高占据轨道能级两者之差的绝对值小于0.3eV；
所述强电子给体掺杂电子传输层中，强电子给体的最高占据轨道能级与电子传输材料的最低未占轨道能级两者之差的绝对值小于0.3eV。
2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于：所述强电子受体掺杂空穴传输层中，强电子受体所占的质量分数不大于10％，所述强电子给体掺杂电子传输层中，强电子给体所占质量分数不大于10％。
3.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输材料选自酞菁铜、聚3-己基噻酚、N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺、N，N，N′N′-四(4-甲氧基苯基)对二氨基联苯、N，N′-二苯基-N，N′-(1-萘基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺、N，N′-二(α-萘基)-N，N′-二苯基-4，4′-联苯胺、N，N′-二苯基-N，N′-双(4′-(N，N-双(萘-1-基)-氨基)-联苯基-4-基)-联苯胺、2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴、并五苯；
所述电子传输材料优选为C60、[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯、三(8-羟基喹啉)铝、4，7-二苯基-1，10-菲啰啉、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲啰啉。
4.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于：所述强电子受体为2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌、四氰代对二亚甲基苯醌、2，5-二氟-四氰基对苯二醌二甲烷、三[1，2-二(三氟甲基)乙烷-1，2-二硫醇烯]钼、1，3，4，5，7，8-六氟-四氰-二甲对萘醌、2，3-二氯-5，6-二氰基对苯醌、2，3，6，7，10，11-六氰基-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯。
5.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于：所述强电子给体为5，6-二甲基苯并咪唑、(4-(1，3-二甲基-2，3-二氢苯并咪唑-2-基)苯基)二甲胺、四硫代并四苯或W2(hpp)4，其中hpp＝1，3，4，6，7，8-六氢-2H-嘧啶并-[1，2-a]-嘧啶。
6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的有机太阳能电池，其特征在于：所述强电子受体掺杂空穴传输层的厚度为5nm～50nm；所述强电子给体掺杂电子传输层的厚度为5nm～50nm。
7.根据权利要求6所述的有机太阳能电池，其特征在于：所述阳极与强电子受体掺杂空穴传输层之间具有阳极修饰层；和/或所述阴极与强电子给体掺杂电子传输层之间具有阴极修饰层。
8.一种1至6中任一项权利要求所述的有机太阳能电池的制造方法，包括在阳极与光活性层之间制备至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或在阴极与光活性层之间制备至少一层强电子给体掺杂电子传输层，其特征在于：所述强电子受体或强电子给体的掺杂方法为溶液法、溅射法、共蒸镀法、共旋涂法中的一种。
9.一种权利要求7所述的有机太阳能电池的制造方法，包括在阳极修饰层与光活性层之间制备至少一层强电子受体掺杂空穴传输层，和/或在阴极修饰层与光活性层之间制备至少一层强电子给体掺杂电子传输层，其特征在于：所述强电子受体或强电子给体的掺杂方法为溶液法、溅射法、共蒸镀法、共旋涂法中的一种。
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