CN110649164B

CN110649164B - 聚合物太阳能电池及其制备方法

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Publication number: CN110649164B
Application number: CN201910949540.7A
Authority: CN
Inventors: 李熊; 代庭婷; 张莹莹
Original assignee: Beijing Technology and Business University
Current assignee: Beijing Technology and Business University
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2039-10-08
Also published as: CN110649164A

Abstract

本发明公开了一种聚合物太阳能电池，包括自下而上依次叠加的衬底、阳极层、阳极缓冲层、活性层和阴极层，活性层包含：(1)PTB7或PM7，(2)PC₇₁BM或ITIC，和，(3)添加剂；添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂为1,8二碘辛烷、1,8二溴辛烷、氯萘、1,8‑辛二硫醇或二苯醚，第二添加剂为聚乙二醇。通过在PTB7：PC71BM混合溶液中掺入DIO和PEG双添加剂，利用双添加剂改善的活性层形貌和提升的阳极缓冲层电导率，改善了聚合物太阳能电池光生激子的解离效率、电荷载流子的输运效率及电极对载流子的收集效率，显著的提高了聚合物太阳能电池的能量转换效率。

Description

聚合物太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及光伏材料与器件制备领域，特别地本发明涉及一种聚合物太阳能电池及其制备方法。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。传统的化石能源如石油、煤、天然气一方面面临着枯竭危机，不能满足经济社会日益增长的需求，另一方面燃烧化石能源给环境造成了巨大的破坏。因此寻找清洁的、新型可再生能源成了人类社会的迫切需求。太阳能相对于人类社会具有取之不尽、用之不竭，且对环境无污染等特点，受到人们的日益关注和重视。硅基太阳能电池目前已在商业上取得了巨大的成功，但由于制作工艺复杂，成本居高不下，其发展受到了一定限制。聚合物太阳能电池因其原材料来源广，价格低廉，制备工艺简单，可以通过旋转涂敷、喷涂、刮板印刷等方法大面积制膜，具有广阔的应用前景。但聚合物太阳能电池的能量转换效率通常较低。经过二十多年的发展，聚合物太阳能电池的能量转换效率已经有了显著的提高，但与成熟的无机太阳能电池相比，聚合物太阳能电池的能量转换效率还比较低。

发明内容

为了提高聚合物太阳能电池的能量转换效率，本发明提供了一种聚合物太阳能电池及其制备方法。

一方面，本发明提供了一种聚合物太阳能电池，所述聚合物太阳能电池包括自下而上依次叠加的衬底、阳极层、阳极缓冲层、活性层和阴极层，其特征在于，所述活性层包含：

（1）聚[[4,8-二[(2-乙基己基)氧代]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]]（PTB7）或聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氯)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩))-无规-(5,5-(1’,3’-二-2-噻吩基-5’,7’-双(2-乙基己基)苯并[1’,2’-c:4’,5’-c’] 二噻吩-4,8-二酮)]（PM7），

（2）[6.6]-苯基-C71-丁酸甲酯（PC71BM）或3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰基亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2’,3’-d’]-s-苯并二茚并[1,2-b:5,6-b’]二噻吩（ITIC），

以及，

（3）添加剂，

所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂为1,8二碘辛烷（DIO）、1,8二溴辛烷（DBrO）、氯萘、1,8-辛二硫醇或二苯醚，所述第二添加剂为聚乙二醇（PEG）。

所述活性层是将（1）和（2）的混合物溶于溶剂中，然后掺入（3）获得活性层溶液，制备得到薄膜状的活性层；所述溶剂优选为氯苯；

优选地，所述活性层包含PTB7、PC71BM和添加剂，所述添加剂由第一添加剂和第二添加剂组成，且所述第一添加剂为DIO，所述第二添加剂为PEG。

优选地，所述活性层是在含8-12mg/ml 的PTB7和12-20mg/ml的 PC71BM的PTB7：PC71BM混合溶液中，掺入按体积计占PTB7：PC71BM混合溶液的1-5%的1,8二碘辛烷（DIO）和1.0 %以下的聚乙二醇（PEG）；所述DIO占PTB7：PC71BM混合溶液的2%～4%，优选为3 %，所述PEG占PTB7：PC71BM混合溶液的0.1%～1.0%，优选为0.75 %。

所述聚乙二醇（PEG）的分子量范围200-600。

优选地，所述阳极缓冲层也包含PEG。

优选地，在所述阳极缓冲层中包含的PEG是由活性层中的PEG迁移产生的。

优选地，所述活性层的厚度为80～120nm，优选为100nm。

优选地，所述衬底为玻璃衬底，所述阳极层为氧化铟锡（ITO）；所述阳极缓冲层为聚乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸钠（PEDOT：PSS）膜，优选地，所述阳极缓冲层的厚度为30～50nm；和/或所述阴极层为铝电极，优选地所述阴极层的厚度为80～100nm。

另一方面，本发明提供一种制备如上所述的聚合物太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：

1）提供衬底；

2）在所述沉底上制备阳极层；

3）在所述阳极层上制备阳极缓冲层；

4）在所述阳极缓冲层上制备活性层；以及

5）在所述活性层上制备阴极层，

其中，所述在所述阳极缓冲层上制备活性层包括，用匀胶机将包含所述的活性层组分（包含PTB7或PM7与PC71BM或ITIC以及添加剂）用溶剂溶解制备活性层溶液，旋涂在所述阳极缓冲层上得到活性层。

所述溶剂优选为氯苯。

所述活性层的厚度为80～120nm，优选为100nm。

其中，所述在所述阳极缓冲层上制备活性层包括，用匀胶机将上述包含PTB7或PM7与PC71BM或ITIC以及添加剂的活性层溶液旋涂在所述阳极缓冲层上，并且添加剂由第一添加剂和第二添加剂组成，其中所述第一添加剂为DIO、DBrO、氯萘、1,8-辛二硫醇或二苯醚，所述第二添加剂为PEG。

优选地，所述匀胶机的转速为1000-2000rpm, 优选1500rpm，旋涂时间为30-60s，优选45s。

优选地，所述活性层包含PTB7、PC71BM和添加剂，且所述第一添加剂为DIO，所述第二添加剂为PEG。

优选地，所述活性层溶液是通过将DIO和PEG掺入PTB7：PC71BM混合溶液中而制备的，并且其中按体积计，所述DIO占PTB7：PC71BM混合溶液的1%～5%，优选为3 %，所述PEG占PTB7：PC71BM混合溶液的0.1%～1.0%，优选为0.75 %。所述PTB7：PC71BM混合溶液中，所述PTB7的浓度为8-12mg/ml，所述PC71BM的浓度为12-20mg/ml。

优选地，所述阳极缓冲层也包含PEG。优选地，在所述阳极缓冲层中包含的PEG是由活性层溶液中的PEG迁移产生的。

优选地，所述方法还包括对阳极层进行紫外臭氧处理，优选地，所述紫外臭氧处理的时间为5-10min，更优选为8min。

优选地，所述在所述阳极层上制备阳极缓冲层包括用匀胶机将PEDOT：PSS水溶液旋涂在经紫外臭氧处理的阳极层上，以形成PEDOT：PSS薄膜，然后退火干燥所述PEDOT：PSS薄膜，以形成PEDOT：PSS阳极缓冲层。所述匀胶机的转速2500-3500 rpm，优选为3000rpm，旋涂时间为30-60秒，优选45秒。优选地，所述退火干燥为在150℃的温度下退火干燥30min。

优选地，所述在所述活性层上制备阴极层包括在所述活性层上通过热蒸发的方法蒸镀阴电极。优选地，所述蒸镀的速率为0.3 Å/s～4 Å/s，优选为0.5 Å/s。

本发明中将DIO和PEG掺入PTB7：PC71BM混合溶液中来制备活性层溶液，从而制备活性层。DIO能够改善PC71BM的溶解度，使得制备的活性层薄膜易于形成PTB7给体和PC71BM受体相互穿插的异质结结构，改善了PTB7的结晶，有利于光生激子的解离和电荷载流子的输运。同时，由于表面能的差异，活性层中的PEG会向阳极缓冲层迁移，PEG的迁移一方面会进一步促进活性层薄膜的结晶度的改善，另一方面迁移到阳极缓冲层中的PEG会改善阳极缓冲层的电导率，从而有利于提高电极对电荷载流子的收集效率。

本发明通过在活性层中掺入两种添加剂DIO和PEG，一种添加剂DIO会改善活性层的形貌，另一种添加剂PEG在进一步改善活性层形貌的同时迁移到电极缓冲层，来改善电极缓冲层的电导率。结合改善的活性层形貌和提升的电极缓冲层电导率，本发明显著地改善了聚合物太阳能电池的能量转换效率。通过在PTB7：PC71BM混合溶液中掺入DIO和PEG双添加剂，利用双添加剂改善的活性层形貌和提升的阳极缓冲层电导率，改善了聚合物太阳能电池光生激子的解离效率、电荷载流子的输运效率及电极对载流子的收集效率，显著的提高了聚合物太阳能电池的能量转换效率。同时，本发明还提供了一种制备高效率聚合物太阳能电池的简单方法。

附图说明

图1(a)-1(h) 为活性层的原子力显微镜表面形貌和3D形貌图

图2 为活性层薄膜的X射线衍射图；

图3为聚合物太阳能电池的结构示意图；其中，玻璃衬底：1；阳极：2；阳极缓冲层：3；活性层：4；阴极：5。

图4为根据比较例1-3和实施例1制备的聚合物太阳能电池的电流密度-电压特性曲线；

图5为根据本发明的实施例1-4制备的聚合物太阳能电池的电流密度-电压特性曲线。

具体实施方式

下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。

为了更好地理解本发明，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施列仅为解释本发明的目的，并不限定本发明的保护范围。

聚合物太阳能电池常用的活性层为体异质结结构。活性层形貌对聚合物太阳能电池的性能有着重要的影响，给受体相互穿插的交联结构有利于光生激子的解离和电荷载流子的输运。另外，在电极和活性层之间插入电极缓冲层，对电极与活性层之间的界面进行修饰对可以降低活性层与电极的接触势垒，提高电极对电荷载流子的收集效率。

通常，为了提高太阳能电池的电荷载流子的输运效率和收集效率，从而提高太阳能电池的能量转化效率，需要分别对太阳能电池的电极缓冲层和活性层进行处理，使得太阳能电池的制备方法比较繁琐、耗时。本发明通过在活性层中掺入两种添加剂，一种添加剂修饰活性层形貌，改善电荷载流子的输运效率；而另一种添加剂会向下迁移、渗入阳极缓冲层，提高阳极缓冲层的电导率、改善电极对电荷载流子的收集效率

本发明中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

本发明中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均由商业途径得到。

定义：

如在本发明中所使用的，PTB7：PC₇₁BM混合溶液是通过将10mg的PTB7和15mg的PC₇₁BM溶解于1ml的氯苯中所制备的PTB7与PC₇₁BM的氯苯溶液。

本发明所使用的实验试剂和仪器：

PEG（分子量：200）购自百灵威科技有限公司；

DIO和氯苯购自Sigma-Aldrich公司；

PEDOT: PSS（Clevios P VPA14083)，购自H.C. Starck公司，是以1.3 wt %的PEDOT：PSS溶解在水中形成的导电水溶液。

用于镀电极的高纯度铝丝（纯度>99.999 %）购买自中诺新材公司。

本发明中所使用的ITO玻璃衬底购自深圳华南湘城科技有限公司。

匀胶机购自中科院微电子所设计制造的KW-4A型台式匀胶机。

聚合物太阳能电池的光伏性能参数，使用Keithley 2400数字源表在100 mW/cm²的标准模拟太阳光（AM 1.5G）下测量电流密度-电压特性曲线,并计算得到。

PEDOT：PSS层和活性层的厚度由德国布鲁克公司的 Dektak XT型探针式表面轮廓仪测量获得。

活性层薄膜的X射线衍射(XRD)谱由德国布鲁克公司的D8 AdvancesX射线衍射仪测量获得；

活性层薄膜表面形貌由日本电子有限公司的JSPM-5400扫描探针显微镜测量获得。

活性层薄膜的XRD测试

活性层溶液的制备

（1）以PTB7：PC₇₁BM混合溶液为第一活性层溶液；

（2）以氯苯为溶剂，在质量/体积（w/v）比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC71BM混合溶液中掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的3%的DIO制备第二活性层溶液，室温下保存;

（3）质量/体积（w/v）比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC₇₁BM混合溶液中掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的0.75%的PEG制备第三活性层溶液，室温下保存;

（4）质量/体积（w/v）比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC₇₁BM混合溶液中同时掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的3%的DIO 和0.75%的PEG制备第四活性层溶液，室温下保存;

用棉棒蘸取ITO洗液擦拭溅射有ITO的透明导电玻璃表面，直至玻璃表面有连续的水膜，之后将ITO玻璃先后放入去离子水、丙酮（浓度99.5%）和酒精（浓度99.5%）中，按顺序依次分别超声30分钟。对ITO阳极层进行紫外臭氧处理，时间为8min。将PEDOT：PSS溶液用0.45μm的过滤头过滤，之后用匀胶机以3000 rpm的转速将PEDOT：PSS溶液旋涂到ITO表面，旋涂时间为45秒以制备PEDOT：PSS膜，使得膜厚度约为30nm。之后将PEDOT：PSS膜在150℃的温度下干燥退火30分钟以形成PEDOT：PSS阳极缓冲层。用匀胶机将上述四种方法分别得到的活性层溶液旋涂在PEDOT：PSS膜上方以制备活性层，匀胶机转速为1500 rpm，旋涂时间为45 s，得到四种活性层薄膜。

将所制得的活性层薄膜用原子力显微镜分析四种薄膜的表面形貌特性。图1为用原子力显微镜扫描后得到的四种薄膜的表面形貌图和3D形貌图。图1（a）、（e）分别为未掺杂添加剂的活性层薄膜表面形貌和3D形貌图。图1（a）可以看出团聚的PC₇₁BM (白色亮点)嵌套在PTB7形成的聚合物网络（黑色背底）中，给体PTB7和受体PC₇₁BM不能形成相互穿插的网络结构，不利于光生激子的解离和电荷载流子的输运。图1（e）可以看出，活性层表面崎岖平，方均根粗糙度（RMS）较大，为7.61nm。粗糙的活性层/电极界面不利于电极对电荷载流子的收集。图1（b）、（f）分别为活性层添加PEG添加剂得到的薄膜表面形貌和3D形貌图，可以看出PC₇₁BM团聚更严重，PC₇₁BM团簇尺寸达到了500-1000nm；同时活性层表面形貌变得更差，粗糙度达到了46.0nm。通常来讲，使活性层形貌如此恶化的材料是不会用做添加剂以提高聚合太阳能电池的能量转换效率的。图1（c）、（g）分别为活性层添加DIO得到的薄膜表面形貌和3D形貌图，可以看出，PTB7和PC₇₁BM在薄膜中形成了相互穿插的网络结构，活性层表面变得平整，单掺DIO的活性层薄膜表面粗糙度为2.75nm。图1（d）、（h）为活性层同时添加PEG和DIO添加剂得到的薄膜表面形貌图和3D形貌图，可以看出，PEG和DIO的同时使用使得PTB7和PC₇₁BM在形成了较好的相穿网络结构，活性层表面比较平整，粗糙度为2.91nm。

将所制得的活性层薄膜用布鲁克公司的D8 Advances型X射线衍射仪分析四种薄膜的结晶情况。图2为四种薄膜的XRD衍射图。由图2可以看出， DIO或/和PEG的掺入，活性层薄膜的衍射峰都有提高；尤其是同时掺有DIO和PEG双添加剂的活性层薄膜，其XRD衍射峰提高最明显。衍射峰的升高表明添加剂的掺入改善了PTB7分子的有序排列，而PTB7有序排列的改善，有利于在活性层中形成良好的互穿网络结构，有利于激子解离和电荷载流子的输运。

比较例1

未掺杂添加剂的聚合物太阳能电池的制备

活性层溶液的制备以PTB7：PC₇₁BM混合溶液为活性层溶液。以氯苯为溶剂，将质量比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC₇₁BM溶于氯苯溶液，制备活性层溶液，室温下保存。

用棉棒蘸取ITO洗液擦拭溅射有ITO的透明导电玻璃表面，直至玻璃表面有连续的水膜，之后将ITO玻璃先后放入去离子水、丙酮（浓度99.5%）和酒精（浓度99.5%）中，按顺序依次分别超声30分钟。对ITO阳极层进行紫外臭氧处理，时间为8min。将PEDOT：PSS溶液用0.45μm的过滤头过滤，之后用匀胶机以3000 rpm的转速将PEDOT：PSS溶液旋涂到ITO表面，旋涂时间为45秒以制备PEDOT：PSS膜，使得膜厚度约为30nm。之后将PEDOT：PSS膜在150℃的温度下干燥退火30分钟以形成PEDOT：PSS阳极缓冲层。用匀胶机将活性层溶液旋涂在PEDOT：PSS膜上方以制备活性层，匀胶机转速为1500 rpm，旋涂时间为45 s。

然后将制得的活性层膜转移至真空镀膜腔中蒸镀铝电极，腔内的真空度保持在5×10^-4 Pa左右，蒸镀速率和膜厚由石英晶振实时监控，以保证蒸镀薄膜的均匀性。镀膜完成后，得到太阳能电池。

用Keithley 4200数字源表在100 mW/cm²的标准模拟太阳光（AM 1.5G）下测量聚合物太阳能电池的电流密度-电压特性曲线。所制得的聚合物太阳能电池的电流密度-电压特性曲线如图3所示，并根据电流密度-电压特性曲线计算聚合物太阳能电池的光伏性能参数：开路电压(U_oc)、短路电流密度(J_sc)、填充因子(FF)和功率转换效率(PCE)。开路电压是指在没有电流回路时, 经过光照后器件产生的电压; 短路电流密度是指在外加电压为零时, 受光照的器件在形成回路时所能产生的电流密度；填充因子是指电池的最大输出功率(U_mJ_m)与开路电压和短路电流密度乘积之比值, 即：

（1）

功率转换效率指的是最大输出功率P_m与辐照功率P_in之比，即

（2）

式中，J_SC是短路电流密度，单位为mA/cm²;P_in是辐照功率，单位为mW/cm²。

比较例2

掺杂3 %DIO的聚合物太阳能电池的制备及性能测试

以氯苯为溶剂，在质量/体积（w/v）比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC₇₁BM混合溶液中掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的3%的DIO制备活性层溶液，室温下保存。

除了在活性层溶液中外，其余操作与比较例1完全相同。根据比较例1所述的方法测量聚合物太阳能电池的性能，结果见表1。所制得的聚合物太阳能电池的电流密度-电压特性曲线如图3所示。

比较例3

掺杂0.75% PEG的聚合物太阳能电池的制备及性能测试

以氯苯为溶剂，在质量/体积（w/v）比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC₇₁BM混合溶液中掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的0.75%的PEG制备活性层溶液，室温下保存。

实施例1

掺杂3% DIO和0.75% PEG添加剂的聚合物太阳能电池的制备及性能测试

以氯苯为溶剂，在质量/体积（w/v）比为10mg/ml:15mg/ml 的PTB7：PC₇₁BM混合溶液中掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的3%的DIO和0.75%的PEG制备活性层溶液，室温下保存。

除了在活性层溶液中外，其余操作与比较例1完全相同。图3为制备的器件结构示意图。

根据比较例1所述的方法测量聚合物太阳能电池的性能，结果见表1。所制得的聚合物太阳能电池的电流密度-电压特性曲线如图3所示。

实施例2

掺杂3% DIO和0.25% PEG添加剂的聚合物太阳能电池的制备及性能测试

除了在活性层溶液中，按体积计PEG的含量为0.25%以外，其余操作与实施例1完全相同。根据比较例1所述的方法测量聚合物太阳能电池的性能，结果见表1。

实施例3

除了在活性层溶液中，按体积计PEG的含量为0.75%以外，其余操作与实施例1完全相同。根据比较例1所述的方法测量聚合物太阳能电池的性能，结果见表1。

实施例4

掺杂3% DIO和1.0 % PEG添加剂的聚合物太阳能电池的制备及性能测试

表1为比较例1-3和实施例1-4所制备的聚合物太阳能电池在100 mW/cm²的标准模拟太阳光（AM 1.5G）下测量得到的光伏性能参数。

注释：“-”表示不掺入添加剂。

由表1可知，未掺杂添加剂的聚合物太阳能电池性能最差，短路电流密度只有8.37mA/cm²，能量转换效率只有2.03%；掺入3%的DIO后，聚合物太阳能电池的短路电流密度、开路电压和填充因子都有了提升，能量转换效率有了明显改善；在活性层中掺入0.75%PEG添加剂后，聚合物太阳能电池的短路电流密度和开路电压都有了改善，但填充因子有所降低。如图4和图5所示，在活性层中同时掺入3% 的DIO和不同比例的PEG添加剂后，聚合物太阳能电池的短路电流密度、开路电压和填充因子都有所改善。其中，活性层中同时掺入3%的DIO和0.75%的PEG添加剂后，电流密度提高最多，使得能量转化效率改善最大，比未掺杂添加剂的聚合物太阳能电池提高了300%。

Claims

1.一种聚合物太阳能电池，包括自下而上依次叠加的衬底、阳极层、阳极缓冲层、活性层和阴极层，其特征在于，所述活性层包含：

（1）PTB7或PM7，

（2）PC₇₁BM或ITIC，

和，

（3）添加剂；

所述添加剂由第一添加剂和第二添加剂组成，所述第一添加剂为1,8二碘辛烷DIO、1,8二溴辛烷DBrO、氯萘、1,8-辛二硫醇或二苯醚，所述第二添加剂为聚乙二醇PEG，

其中，所述阳极缓冲层包含聚乙二醇；在所述阳极缓冲层中包含的聚乙二醇是由活性层中的聚乙二醇迁移产生的。

2.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述活性层是将（1）和（2）的混合物溶于溶剂中，然后掺入（3）获得活性层溶液，制备得到薄膜状的活性层；所述溶剂为氯苯；所述活性层的厚度为80～120nm。

3.根据权利要求2所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述活性层包含PTB7、PC₇₁BM和添加剂，且所述第一添加剂为1,8二碘辛烷，所述第二添加剂为聚乙二醇。

4.根据权利要求3所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述活性层是在含8-12mg/ml的PTB7和12-20mg/ml的PC₇₁BM的PTB7：PC₇₁BM混合溶液中，掺入按体积计占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的1-5%的DIO 和0.1%～1.0%的聚乙二醇；

所述聚乙二醇的分子量范围200-600。

5.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于：所述衬底为玻璃衬底，所述阳极层为氧化铟锡ITO；所述阳极缓冲层为聚乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸钠PEDOT：PSS膜，所述阳极缓冲层的厚度为30～50nm；和/或所述阴极层为铝电极，所述阴极层的厚度为80～100nm。

6.一种制备权利要求1所述的聚合物太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：

1）提供衬底；

2）在所述衬底上制备阳极层；

3）在所述阳极层上制备阳极缓冲层；

4）在所述阳极缓冲层上制备活性层；以及

5）在所述活性层上制备阴极层，

其中，所述在所述阳极缓冲层上制备活性层包括，用匀胶机将包含权利要求1所述的活性层的组分用溶剂溶解制备活性层溶液，旋涂在所述阳极缓冲层上得到活性层。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述活性层溶液是通过将权利要求1中所述的（1）和（2）的混合物溶于溶剂中，然后掺入（3）获得活性层溶液，制备得到薄膜状的活性层；所述溶剂为氯苯；

所述活性层的厚度为80～120nm。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述活性层包含PTB7、PC₇₁BM和添加剂，所述添加剂由第一添加剂和第二添加剂组成，且所述第一添加剂为1,8二碘辛烷，所述第二添加剂为聚乙二醇；

所述活性层溶液是通过将1,8二碘辛烷和聚乙二醇掺入PTB7：PC₇₁BM混合溶液中而制备的，并且其中按体积计，所述1,8二碘辛烷占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的1%～5%，所述聚乙二醇占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的0.1%～1.0%；所述PTB7：PC₇₁BM混合溶液中，所述PTB7的浓度为8-12mg/ml，所述PC₇₁BM的浓度为12-20mg/ml。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，按体积计，所述1,8二碘辛烷占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的3 %，和/或所述聚乙二醇占PTB7：PC₇₁BM混合溶液的0.75 %。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述阳极层上制备阳极缓冲层包括用匀胶机将PEDOT：PSS水溶液旋涂在经紫外臭氧处理的阳极层上，以形成PEDOT：PSS薄膜，然后退火干燥所述PEDOT：PSS薄膜，以形成PEDOT：PSS阳极缓冲层；

所述匀胶机的转速2500-3500 rpm，旋涂时间为30-60秒。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在所述活性层上制备阴极层包括在所述活性层上通过热蒸发的方法蒸镀阴电极。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对阳极层进行紫外臭氧处理，所述紫外臭氧处理的时间为5-10min。