CN107658383A - 一种光电材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电材料。涉及光电材料领域。包括阳极缓冲层材料、给体材料、受体材料、阴极修饰层材料和电极材料组成，所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3‑二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3‑乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成。本发明通过对阳极缓冲材料设置成由聚（3,3‑二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3‑乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成从增加了阳极缓冲材料的稳定性和光电转换效率，并且生产成本低，同时在受体材料中的原料苝类衍生物中选取苝亚胺联噻吩共聚物作为原料从而提高了太阳能电池的光电转换效率。

Description

一种光电材料
技术领域
本发明涉及光电材料技术领域，具体为一种光电材料。
背景技术
光电材料是指用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等）的材料，主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等。
光电材料按组成分类可以分为有机光电材料和无机光电材料，有机光电材料是一类具有光电活性的特殊有机材料。通常是富含碳原子，具有大π键共轭键的有机小分子和聚合物,与无机光电材料相比，有机光电功能材料可以实现大面积制备和柔性期间制备；具有多样化的结构组成和更宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，并通过自组装的方式制备分子级甚至纳米级别的器件；材料密度小，价格低廉且结构易修饰强，成为了全球新材料、新能源和电子信息领域最富活力的前沿领域之一。
但是到目前为止，有机太阳能电池的光电转换效率比无机太阳能电池还是要低很多。因此，开发新型的有机光电材料对于提高有机太阳能电池及其它半导体器件的效率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电材料，具备导电效率高的优点，解决了背景技术中提到的有机太阳能电池的光电转换效率比无机太阳能电池还是要低很多的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光电材料，包括阳极缓冲层材料、给体材料、受体材料、阴极修饰层材料和电极材料组成。
所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）25%-35%、聚苯磺酸17%-22%、聚苯胺13%-18%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
所述给体材料由以下原料组成：聚对亚苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩类化合物和聚芴及其衍生物，以重量为单位给体材料配比为：聚对亚苯基乙烯及其衍生物40%、聚噻吩类化合物30%和聚芴及其衍生物30%。
所述受体材料由以下原料组成：富勒烯及其衍生物、纳米碳管、石墨烯、氰基聚对亚苯基乙烯、苝类衍生物，以重量为单位受体材料配比为：富勒烯及其衍生物25%、纳米炭管40%、石墨烯20%、氰基聚对亚苯基乙烯10%和苝类衍生物5%。
所述阴极修饰层材料由以下原料组成：LiF、TiOx和嵌段共聚物,以重量为单位阴极修饰层材料配比为：LiF40%、TiOx40%和嵌段共聚物20%；
所述电极材料由以下原料组成：掺锡氧化钢、电子纸和PEDOT材料，且以重量为单位电极材料的配比为：掺锡氧化钢50%、电子纸15%、PEDOT材料35%。
优选的，所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，且其比列分别为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）30%、聚苯磺酸17%、聚苯胺18%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
优选的，所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，且其比列分别为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）30%、聚苯磺酸17%、聚苯胺13%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
优选的，所述给体材料中的原料聚噻吩类化合物为P3HT。
优选的，所述受体材料中的原料苝类衍生物为苝亚胺联噻吩共聚物。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过对阳极缓冲材料设置成由聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成从增加了阳极缓冲材料的稳定性和光电转换效率，并且生产成本低，同时在受体材料中的原料苝类衍生物中选取苝亚胺联噻吩共聚物作为原料从而提高了太阳能电池的光电转换效率。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种光电材料，包括阳极缓冲层材料、给体材料、受体材料、阴极修饰层材料和电极材料组成。
阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）25%、聚苯磺酸22%、聚苯胺18%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
给体材料由以下原料组成：聚对亚苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩类化合物和聚芴及其衍生物，以重量为单位给体材料配比为：聚对亚苯基乙烯及其衍生物40%、聚噻吩类化合物30%和聚芴及其衍生物30%。
受体材料由以下原料组成：富勒烯及其衍生物、纳米碳管、石墨烯、氰基聚对亚苯基乙烯、苝类衍生物，以重量为单位受体材料配比为：富勒烯及其衍生物25%、纳米炭管40%、石墨烯20%、氰基聚对亚苯基乙烯10%和苝类衍生物5%。
阴极修饰层材料由以下原料组成：LiF、TiOx和嵌段共聚物,以重量为单位阴极修饰层材料配比为：LiF40%、TiOx40%和嵌段共聚物20%。
电极材料由以下原料组成：掺锡氧化钢、电子纸和PEDOT材料，且以重量为单位电极材料的配比为：掺锡氧化钢50%、电子纸15%、PEDOT材料35%。
实施例二：
一种光电材料，包括阳极缓冲层材料、给体材料、受体材料、阴极修饰层材料和电极材料组成。
阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）30%、聚苯磺酸17%、聚苯胺18%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
给体材料由以下原料组成：聚对亚苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩类化合物和聚芴及其衍生物，以重量为单位给体材料配比为：聚对亚苯基乙烯及其衍生物40%、聚噻吩类化合物30%和聚芴及其衍生物30%。
受体材料由以下原料组成：富勒烯及其衍生物、纳米碳管、石墨烯、氰基聚对亚苯基乙烯、苝类衍生物，以重量为单位受体材料配比为：富勒烯及其衍生物25%、纳米炭管40%、石墨烯20%、氰基聚对亚苯基乙烯10%和苝类衍生物5%。
阴极修饰层材料由以下原料组成：LiF、TiOx和嵌段共聚物,以重量为单位阴极修饰层材料配比为：LiF40%、TiOx40%和嵌段共聚物20%。
电极材料由以下原料组成：掺锡氧化钢、电子纸和PEDOT材料，且以重量为单位电极材料的配比为：掺锡氧化钢50%、电子纸15%、PEDOT材料35%。
实施例三：
一种光电材料，包括阳极缓冲层材料、给体材料、受体材料、阴极修饰层材料和电极材料组成。
阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）35%、聚苯磺酸17%、聚苯胺13%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
给体材料由以下原料组成：聚对亚苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩类化合物和聚芴及其衍生物，以重量为单位给体材料配比为：聚对亚苯基乙烯及其衍生物40%、聚噻吩类化合物30%和聚芴及其衍生物30%。
受体材料由以下原料组成：富勒烯及其衍生物、纳米碳管、石墨烯、氰基聚对亚苯基乙烯、苝类衍生物，以重量为单位受体材料配比为：富勒烯及其衍生物25%、纳米炭管40%、石墨烯20%、氰基聚对亚苯基乙烯10%和苝类衍生物5%。
阴极修饰层材料由以下原料组成：LiF、TiOx和嵌段共聚物,以重量为单位阴极修饰层材料配比为：LiF40%、TiOx40%和嵌段共聚物20%。
电极材料由以下原料组成：掺锡氧化钢、电子纸和PEDOT材料，且以重量为单位电极材料的配比为：掺锡氧化钢50%、电子纸15%、PEDOT材料35%。
综上：该光电材料，通过对阳极缓冲材料设置成由聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成从增加了阳极缓冲材料的稳定性和光电转换效率，并且生产成本低，同时在受体材料中的原料苝类衍生物中选取苝亚胺联噻吩共聚物作为原料从而提高了太阳能电池的光电转换效率。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种光电材料，其特征在于：包括阳极缓冲层材料、给体材料、受体材料、阴极修饰层材料和电极材料组成；
所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）25%-35%、聚苯磺酸17%-22%、聚苯胺13%-18%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%；
所述给体材料由以下原料组成：聚对亚苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩类化合物和聚芴及其衍生物，以重量为单位给体材料配比为：聚对亚苯基乙烯及其衍生物40%、聚噻吩类化合物30%和聚芴及其衍生物30%；
所述受体材料由以下原料组成：富勒烯及其衍生物、纳米碳管、石墨烯、氰基聚对亚苯基乙烯、苝类衍生物，以重量为单位受体材料配比为：富勒烯及其衍生物25%、纳米炭管40%、石墨烯20%、氰基聚对亚苯基乙烯10%和苝类衍生物5%；
所述阴极修饰层材料由以下原料组成：LiF、TiOx和嵌段共聚物,以重量为单位阴极修饰层材料配比为：LiF40%、TiOx40%和嵌段共聚物20%；
所述电极材料由以下原料组成：掺锡氧化钢、电子纸和PEDOT材料，且以重量为单位电极材料的配比为：掺锡氧化钢50%、电子纸15%、PEDOT材料35%。
2.根据权利要求1所述的一种光电材料，其特征在于：所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）30%、聚苯磺酸17%、聚苯胺18%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
3.根据权利要求1所述的一种光电材料，其特征在于：所述阳极缓冲层材料包括聚（3,3-二氧乙氧基噻吩）、聚笨磺酸、聚苯胺、聚（3-乙基噻吩）、酞菁化合物、卟啉化合物和共轭聚合物组成，以重量为单位阳极缓冲层材料比列为：（3,3-二氧乙氧基噻吩）30%、聚苯磺酸17%、聚苯胺13%、酞菁化合物15%、卟啉化合物10%和共轭聚合物10%。
4.根据权利要求1所述的一种光电材料，其特征在于：所述给体材料中的原料聚噻吩类化合物为P3HT。
5.根据权利要求1所述的一种光电材料，其特征在于：所述受体材料中的原料苝类衍生物为苝亚胺联噻吩共聚物。
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