CN109473553A - 一种稳定的有机太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种稳定的有机太阳能电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稳定的有机太阳能电池及其制备方法。制备方法包括如下步骤：将ZnO前驱液旋涂于ITO层，制得电子传输层，再旋涂C60‑SAM溶液作作为修饰层，将给体材料与受体材料溶解，旋涂在修饰层上，蒸镀氧化钼，蒸镀银作为电池正极，制得一种稳定的有机太阳能电池。本发明提供的有机太阳能电池，创新性地通过用绿色溶剂邻二甲苯来代替氯苯做活性层的加工溶剂，提高了光照稳定性；创新性地通过用修饰层来修饰氧化锌电子传输层，提高了能量转换效率和热稳定性。所述的太阳能电池具有较高的能量转换效率和优良的光照稳定性。

Description

一种稳定的有机太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机光电器件技术领域，具体涉及一种稳定的有机太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着全球能源危机与环境问题的日益严峻，太阳能作为一种可再生的绿色能源，成为了全球研究的热点。太阳能电池是太阳能的主要利用方式，与传统的硅太阳能电池相比，有机太阳能电池具有成本低、质量轻、可溶液加工，特别是易于大面积制备的优点，因此具有非常广泛的研究价值和应用前景。目前，单节有机太阳能电池的最高能量转换效率已超过14％(Advanced Materials,2018,DOI:10.1002/adma.201800868)。同时，有机吸光层材料具有吸收光谱不连续，通过采用对近红外区域有吸收的材料可以做成半透明且隔热的器件。因此，有机太阳能电池在建筑物玻璃以及汽车玻璃上有巨大的应用前景。
目前，同时实现高的能量转换效率并且好的稳定性能仍面临着较大的挑战，为了实现高的效率，往往会在活性层溶液中加入有机添加剂(DIO,CN等等)，这些添加剂会通过改善有机薄膜的形貌来提高效率，但是因为添加剂的存在会在活性层中形成不太稳定的亚稳相，对整个器件的稳定性带来了问题。因此，为了提高器件的稳定性，一般不考虑添加剂的作用。也有通过对有机活性层中的给体材料和受体材料进行分子结构改造，通过引入一些稳定的结构单元来提高材料的玻璃转化温度TG，玻璃转化温度的提高能显著提高器件在暗态下的稳定性，但是可能会对器件的效率产生不利的影响同时也带来了化学合成上的难题。在有机太阳能电池中，稳定性主要包括光稳定性以及热稳定性。从实现商业化的角度来考虑，提高电池的稳定性是十分必要的。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种稳定的有机太阳能电池及其制备方法。能在基本不影响提高器件的效率的同时实现优良的光稳定性性能并且提高热稳定性。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
本发明提供的一种稳定的有机太阳能电池，包括衬底和有机太阳能电池元件，所述有机太阳能电池元器件依次包含透明阴极、电子传输层、修饰层、活性层、空穴传输层以及阳极，所述修饰层为C60-SAM，所述电子传输层是通过C60-SAM修饰层来修饰。
进一步地，所述衬底为玻璃；所述透明阴极为ITO层，涂覆在衬底上；所述电子传输层为氧化锌(ZnO),厚度为30-40nm；所述修饰层为C60-SAM,厚度为2-3nm；所述活性层为质量比为1：1.5-1.6的PTB7-th与IEICO-4F的混合物，厚度为100-110nm；所述的空穴传输层为氧化钼，蒸镀厚度为8-12nm；所述的阳极为银，厚度为100-110nm。
进一步地，所述一种稳定的有机太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
(1)清洗涂覆有ITO层的玻璃衬底并干燥；
(2)将ZnO前驱液旋涂于ITO层上作为电子传输层，转速为3000-4000rpm，厚度为25-30nm；然后190-210℃条件下热退火处理30-60min；
(3)将C60-SAM溶液旋涂在氧化锌(ZnO)电子传输层上，转速2000-4000rpm，厚度为2-4nm；然后90-100℃条件下热退火处理10-15min；
(4)将给体材料PTB7-th与受体材料IEICO-4F按照1:1.5-1.6的质量比进行混合，溶于有机溶剂中，升温，在150-200转/分钟速率下搅拌10-15h，配制成PTB7-th和IEICO-4F的混合物溶液，然后将PTB7-th和IEICO-4F的混合物溶液旋涂在C60-SAM修饰层上，得到厚度为100-110nm的活性层；
(5)在活性层上蒸镀氧化钼，形成厚度为8-12nm的空穴传输层；
(6)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为90-100nm的银电极作为阳极。
进一步地，所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，步骤(4)所述有机溶剂包括氯苯溶剂和邻二甲苯溶剂。
进一步地，所述有机溶剂为氯苯(CB)时,PTB7-th和IEICO-4F按照1：(1.5-1.6)的质量比混合，加入氯苯溶剂，混合物的浓度范围为17-18.5mg/ml,升温为50-55℃，在150-200转/分钟速率下搅拌10-15h；有机溶剂为邻二甲苯(o-Xy)时,PTB7-th和IEICO-4F按照1：(1.5-1.6)的质量比混合，加入邻二甲苯溶剂，混合物的浓度范围为17-18.5mg/ml,升温为80-85℃，在150-200转/分钟速率下搅拌时间10-15h。
进一步地，所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，步骤(2)所述ZnO前驱液旋涂在ITO层上，其中ZnO前驱液的制备方法，具体包括如下步骤：将醋酸锌颗粒溶于单甲醚溶剂，并加入的乙醇胺溶剂，醋酸锌固体、单甲醚溶剂、乙醇胺溶剂三者的比例范围为1:10：275-280(g:ml:μl),然后50-60℃下以150-200转/分钟速率下搅拌12-14h。
进一步地，所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，步骤(3)所述C60-SAM溶液的制备方法，具体包括将6-7mg的C60-SAM固体溶于4-5ml的氯苯和四氢呋喃的混合溶剂中，C60-SAM溶液的浓度范围为1.4-1.5mg/ml,所述混合溶剂中，氯苯和四氢呋喃的体积比为2:1-1:1，然后50-60℃下以150-200转/分钟速率下搅拌12-14h，然后将溶液用直径为0.45微米滤头过滤取滤液。
进一步地，所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，步骤(4)所述旋涂，具体为，旋涂速率为1000-2000rpm。
由上述制备方法制得的一种稳定的有机太阳能电池。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明中的有机太阳能电池，具有较高的能量转换效率和优良的光照稳定性；
(2)本发明创新性地通过用绿色溶剂邻二甲苯来代替氯苯做活性层的加工溶剂，能够显著提高器件的光照稳定性；
(3)本发明创新性地通过用修饰层来修饰氧化锌电子传输层，不仅可以提高能量转换效率，而且也可以提高器件的光照以及热稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的一种稳定的有机太阳能电池器件的示意图(1为衬底，2为透明阴极，3为电子传输层，4为修饰层，5为活性层，6为空穴传输层，7为阳极)；
图2为实施例1所制得的一种稳定的有机太阳能电池和没有C60-SAM修饰层的有机太阳能电池的电流密度-电压特征曲线；
图3为实施例1所制得的用氯苯溶剂加工的有机太阳能电池在AM1.5G，100mW/cm2的光强下器件的光稳定性测试曲线；
图4为实施例2所制得的用邻二甲苯溶剂加工的有机太阳能电池加或者没加C60-SAM修饰层时的电流密度-电压特征曲线；
图5为实施例2所制得的用邻二甲苯溶剂加工的有机太阳能电池在AM1.5G，100mW/cm2的光强下器件的光稳定性测试的曲线；
图6为实施例3和实施例4中制得的有机太阳能电池器件在85摄氏度的温度下并且在氮气的氛围下所进行的热稳定性测试的曲线。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。
实施例1
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将C60-SAM固体溶于氯苯和四氢呋喃的混合溶液中，氯苯和四氢呋喃在混合溶液中的体积比为1:1(氯苯用量为2ml)，然后溶液在50℃下以150转/分钟速率下搅拌12h，用滤头过滤得到澄清的溶液即C60-SAM溶液。将C60-SAM溶液旋涂在ZnO电子传输层上作为修饰层，转速为4000rpm，厚度为2nm；然后100℃加热10min；
(4)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于氯苯溶剂(300微升)中，配制成浓度为17.5mg/mL的PTB7-th和IEICO-4F混合物溶液，50℃下以150转/分钟速率搅拌12h；然后将该溶液旋涂在C60-SAM修饰层上，旋涂速度为1500rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(5)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(6)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(7)然后把蒸镀完成的器件进行封装测试光照稳定性，另一部分器件放置在手套箱氮气氛围下的85℃的加热台上测试热稳定性。
本实施得到的一种稳定的有机太阳能电池器件结构如图1所示，图1中所标注的1为衬底，2为透明阴极，3为电子传输层，4为修饰层，5为活性层，6为空穴传输层，7为阳极。
为了进一步说明C60-SAM修饰层的作用，制备了没有C60-SAM修饰层的ITO/ZnO/PTB7-th:IEICO-4F/MoO3/Ag有机太阳能电池器件，器件的详细制备过程如下：
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于氯苯溶剂(300微升)中，配置成浓度为20mg/ml的混合溶液，50℃下以150转/分钟速率搅拌12h；然后将溶液旋涂在ZnO电子传输层上，旋涂速度为1500rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(4)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(5)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(6)然后把一部分蒸镀完成的器件进行封装测试光照稳定性；另一部分器件放置在氮气氛围的手套箱里的加热台上，加热台设置并维持在85摄氏度来测试器件的热稳定性。
对实施例1中的两种不同结构的有机太阳能电池进行光电器件性能以及连续光照稳定性的测试即一种稳定的有机太阳能电池(ZnO/C60-SAM)和没有C60-SAM修饰层的太阳能电池(ZnO)性能指标对比，探究修饰层对器件性能的影响，结果见下表1。电流密度-电压特征曲线连续光照下的效率衰减曲线结果见图3。其中进行的热稳定性性能测试的结果见图6。
表1
由表1可知，本发明制备的一种稳定的有机太阳能电池通过引入C60-SAM来修饰ZnO,开路电压、电路电流密度、填充因子都有显著地提升。
由图2可知，我们可以看到C60-SAM修饰层能够提高器件的效率，开路电压和短路电流以及填充因子都有提升。从图3中我们可以看到，没有加C60-SAM修饰层的器件90h的连续光照下，效率衰减为初始值的40％，而加了C60-SAM修饰层的器件效率能维持在初始值的80％左右；由此可见，C60-SAM修饰层对于提升器件的光照稳定性有显著的提升。
实施例2
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将6mg C60-SAM固体溶于氯苯和四氢呋喃的混合溶液中，氯苯和四氢呋喃在混合溶液中的体积比为1:1(氯苯用量为2ml)，然后在50℃下以150转/分钟速率搅拌12h，然后用直径0.45微米滤头过滤得到澄清的溶液。取35微升C60-SAM溶液旋涂在ZnO电子传输层上作为修饰层，转速为4000rpm，厚度为2nm；然后100℃加热10min；
(4)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于邻二甲苯(o-Xy)(300微升)溶液中，配置成浓度为17.5mg/ml的混合溶液，80℃下以150转/分钟速率搅拌12h；然后将该溶液旋涂在C60-SAM修饰层上，旋涂速度为1800rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(5)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(6)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(7)然后把蒸镀完成的器件进行封装测试光照稳定性，另一部分器件放置在手套箱氮气氛围下的85℃的加热台上测试热稳定性。
为了进一步说明修饰层的作用，制备了ITO/ZnO/PTB7-th:IEICO-4F/MoO3/Ag的器件，器件的详细制备过程如下：
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于邻二甲苯溶液中，配置成浓度为17.5mg/ml的混合溶液，80℃下以150转/分钟速率搅拌12h；然后将15微升溶液旋涂在ZnO电子传输层上，旋涂速度为1500rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(4)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(5)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(6)然后把一部分蒸镀完成的器件进行封装测试光照稳定性，另一部分器件放置在手套箱氮气氛围下的85℃的加热台上测试热稳定性。
对实施例2中所述的不同结构的有机太阳能电池进行光电器件性能测试即一种稳定的有机太阳能电池(ZnO/C60-SAM)和没有C60-SAM修饰层的太阳能电池(ZnO)性能指标对比，其结果见表2和图4；并探究与例1不同溶剂形成的不同有机薄膜对稳定性的影响，其结果见图3和图5。可以看到，用邻二甲苯代替氯苯后，器件的稳定性能够显著提升，最优的器件就是用邻二甲苯做溶剂并且加了C60-SAM修饰层的器件能够效率稳定1300h没有显著下降；由此可见C60-SAM对器件的光照稳定性有显著的提升。
表2
由表2可见，在邻二甲苯体系中，通过C60-SAM来修饰氧化锌界面，可以显著提升电流密度，从而提高效率。
实施例3
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将6mg C60-SAM固体溶于氯苯和四氢呋喃的混合溶液中，氯苯和四氢呋喃在混合溶液中的体积比为1:1(氯苯用量为2ml)，然后在50℃下以150转/分钟速率搅拌12h，然后用直径0.45微米滤头过滤得到澄清的溶液。取35微升C60-SAM溶液旋涂在ZnO电子传输层上作为修饰层，转速为4000rpm，厚度为2nm；然后100℃加热10min；
(4)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于氯苯(300微升)溶液中，配置成浓度为17.5mg/ml的混合溶液，50℃下以150转/分钟速率搅拌12h；然后将该溶液旋涂在C60-SAM修饰层上，旋涂速度为1800转/分钟，得到厚度为100nm的活性层；
(5)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(6)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(7)把蒸镀完成的器件放在氮气氛围下的85摄氏度加热台上测试热稳定性。
为了进一步说明修饰层的作用，制备了ITO/ZnO/PTB7-th:IEICO-4F/MoO3/Ag的器件，器件的详细制备过程如下：
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于氯苯溶液(300微升)中，配置成浓度为17.5mg/ml的混合溶液，50℃下以150转/分钟速率搅拌12h；然后将15微升溶液旋涂在ZnO电子传输层上，旋涂速度为1500rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(4)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(5)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(6)然后蒸镀完成的器件放置在手套箱氮气氛围下的85℃的加热台上测试热稳定性。
对实施例3中所述的不同结构的有机太阳能电池进行光电器件性能测试即一种稳定的有机太阳能电池(ZnO/C60-SAM)和没有C60-SAM修饰层的太阳能电池(ZnO)性能指标对比，其结果见图6。从图6中我们可以看到，加了C60-SAM修饰层的器件，在连续85摄氏度下加热220个小时后的归一化效率比没有加修饰层的大约高了10个百分点，由此可见，C60-SAM修饰层对于器件的热稳定性有显著的提升。
实施例4
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将6mg C60-SAM固体溶于氯苯和四氢呋喃的混合溶液中，氯苯和四氢呋喃在混合溶液中的体积比为1:1(氯苯用量为2ml)，然后在50℃下以150转/分钟速率搅拌12h，然后用直径0.45微米滤头过滤得到澄清的溶液。将C60-SAM溶液旋涂在ZnO电子传输层上作为修饰层，转速为4000rpm，厚度为2nm；然后100℃加热10min；
(4)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于邻二甲苯(o-Xy)(300微升)溶液中，配置成浓度为17.5mg/ml的混合溶液，在80℃的加热台上以150转/分钟速率搅拌12h；然后将该溶液旋涂在C60-SAM修饰层上，旋涂速度为1800rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(5)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(6)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(7)然后把蒸镀完成的器件放置在手套箱氮气氛围下的85℃的加热台上测试热稳定性。
为了进一步说明修饰层的作用，制备了ITO/ZnO/PTB7-th:IEICO-4F/MoO3/Ag的器件，器件的详细制备过程如下：
(1)涂覆有ITO层的玻璃衬底依次用异丙醇、洗涤剂、去离子水超声波清洗，然后放在烘箱中干燥备用；
(2)将0.4g的醋酸锌溶于4ml的单甲醚溶液中，然后加入111微升的乙醇胺溶液50℃下搅拌12h，然后把配置好的ZnO前驱液旋涂在ITO上作为电子传输层，转速为3000rpm，厚度为30nm；然后200℃热退火1h；
(3)将给体材料PTB7-th和受体材料IEICO-4F按照1:1.5的质量比(给体材料PTB7-th用量为2.1mg)混合，溶于邻二甲苯溶液(300微升)中，配置成浓度为17.5mg/ml的混合溶液，在80℃的加热台上以150转/分钟速率搅拌12h；然后将15微升溶液旋涂在ZnO电子传输层上，旋涂速度为1500rpm，得到厚度为100nm的活性层；
(4)在活性层上蒸镀厚度为12nm的氧化钼作为空穴传输层；
(5)在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为100nm的银作为阳极；
(6)然后把一部分蒸镀完成的器件放置在手套箱氮气氛围下的85℃的加热台上测试热稳定性。
对实施例4中所述的不同结构的有机太阳能电池进行光电器件性能测试即一种稳定的有机太阳能电池(ZnO/C60-SAM)和没有C60-SAM修饰层的太阳能电池(ZnO)性能指标对比，其结果见图6。从图6所进行的热稳定性测试中也可以看到，同样用邻二甲苯做溶剂来加工活性层，加了C60-SAM修饰层的器件的85摄氏度下连续加热的归一化效率比没有加修饰层的大约高了10个百分点。由此可见C60-SAM对器件的热稳定性有显著的提升。
由实施例1-4可见，本发明通过引入C60-SAM修饰层来提升有机太阳能电池的性能以及器件的光照稳定性以及热稳定性，然后在此基础上，用绿色溶剂邻二甲苯来代替氯苯用作为有机活性层的溶解溶剂，从而形成稳定的有机薄膜，最终可以制得高效并且稳定的有机太阳能电池器件。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰、组合、简化等均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种稳定的有机太阳能电池，其特征在于，包括衬底和有机太阳能电池元件，所述有机太阳能电池元器件从上到下依次包含透明阴极、电子传输层、修饰层、活性层、空穴传输层以及阳极，所述修饰层为C60-SAM，所述电子传输层是通过C60-SAM修饰层来修饰。
2.根据权利要求1所述一种稳定的有机太阳能电池，其特征在于，所述衬底为玻璃；所述透明阴极为ITO层，涂覆在衬底上；所述电子传输层为氧化锌, 厚度为30-40nm；所述修饰层为C60-SAM，厚度为2-3nm；所述活性层为给体材料PTB7-th与受体材料IEICO-4F的混合物，厚度为100-110nm，所述给体材料PTB7-th与受体材料IEICO-4F之间的质量比为1：1.5-1.6；所述的空穴传输层为氧化钼，蒸镀厚度为8-12nm；所述的阳极为银，厚度为100-110nm。
3.制备权利要求1所述一种稳定的有机太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）清洗涂覆有ITO层的玻璃衬底并干燥；
（2）将ZnO前驱液旋涂于ITO层上作为电子传输层，转速为3000-4000rpm，厚度为25-30nm；然后190-210℃条件下热退火处理30-60min；
（3）将C60-SAM溶液旋涂在氧化锌电子传输层上，转速2000-4000rpm，厚度为2-4nm；然后90-100℃条件下热退火处理10-15min；
（4）将给体材料PTB7-th与受体材料IEICO-4F按照1:1.5-1.6的质量比进行混合，溶于有机溶剂中，升温，在150-200转/分钟速率下搅拌10-12h，配制成PTB7-th和IEICO-4F的混合物溶液，然后将PTB7-th和IEICO-4F的混合物溶液以1000-2000转/分钟速率旋涂在C60-SAM修饰层上，得到厚度为100-110nm的活性层；
（5）在活性层上蒸镀氧化钼，形成厚度为8-12nm的空穴传输层；
（6）在氧化钼空穴传输层上蒸镀厚度为90-100nm的银电极作为阳极。
4.根据权利要求3所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，其特征在于，步骤（4）所述有机溶剂包括氯苯溶剂和邻二甲苯溶剂。
5.根据权利要求4所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为氯苯溶剂时，PTB7-th和IEICO-4F按照1：1.5-1.6的质量比加入氯苯溶剂中，混合物的浓度范围为17~18.5mg/ml, 升温为50-55℃，在150-200转/分钟速率下搅拌10-15h；有机溶剂为邻二甲苯溶剂时，PTB7-th和IEICO-4F按照1：1.5-1.6的质量比加入邻二甲苯溶剂中，混合物的浓度范围为17~18.5mg/ml, 升温为80-85℃，在150-200转/分钟速率下搅拌10-15h。
6.根据权利要求3所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，其特征在于，步骤（2）所述ZnO前驱液旋涂在ITO层上，其中ZnO前驱液的制备方法，具体为：将醋酸锌颗粒溶解于单甲醚溶剂后，加入乙醇胺溶剂，醋酸锌固体、单甲醚溶剂、乙醇胺溶剂三者的比例为1:10：275-280（g:ml:μl），然后50-60℃下以150-200转/分钟速率搅拌12-14h。
7.根据权利要求3所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，其特征在于，步骤（3）所述C60-SAM溶液的制备方法，包括将6-7mg的C60-SAM固体溶于4-5ml的氯苯和四氢呋喃的混合溶剂中，所述混合溶剂中氯苯和四氢呋喃的体积比为2：1，C60-SAM溶液的浓度范围为1.4-1.5mg/ml, 所述混合溶剂中，氯苯和四氢呋喃的体积比为2:1-1:1，50-60℃下以150-200转/分钟下搅拌12-14h，然后用直径为0.45微米滤头过滤取滤液。
8.根据权利要求7所述一种稳定的有机太阳能电池制备方法，其特征在于，所述滤头的直径为0.45微米。
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