權(quán)利要求書： 1.一種用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，包括：準(zhǔn)備基底；

在所述基底上形成第一電極；

通過(guò)在所述第一電極上涂覆包含光活性材料和溶劑的溶液來(lái)形成光活性層；

將所述光活性層在具有恒定體積的封閉式干燥系統(tǒng)中干燥；以及在所述光活性層上形成第二電極，

其中所述光活性層包含彼此相分離的電子供體和電子受體，其中涂覆在所述第一電極上的所述溶液的體積與所述干燥系統(tǒng)的體積之比為1:1,000至1:5,000，其中基于所述基底的面積，涂覆在所述第一電極上的所述溶液的體積大于或等于0.1μ

2 2

l/cm且小于或等于10μl/cm，

其中所述光活性層的干燥的操作溫度高于或等于30℃且低于或等于150℃，其中所述光活性層的干燥的操作時(shí)間為5分鐘至30分鐘，其中所述溶劑為選自氯仿、氯苯、鄰二氯苯、二甲苯、甲苯、環(huán)己烷和2?甲基苯甲醚中的一者，或者其兩者或更多者的混合溶劑，其中所述電子供體為由化合物1表示的化合物：[化合物1]

化合物1的R1和R2彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為氫；氟；烷基；芳基；或者雜環(huán)基，其中所述電子受體包括選自富勒烯、(6,6)?苯基?C61?丁酸甲酯和(6,6)?苯基?C61?丁酸?膽甾醇酯中的一種、兩種或更多種化合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其中所述干燥系統(tǒng)包含惰性氣體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其中所述惰性氣體為氬氣或氮?dú)狻?br />
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其中所述干燥系統(tǒng)中的相對(duì)濕度為在60℃下30％或更小。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其中涂覆方法為選自浸涂、絲網(wǎng)印刷、噴涂、狹縫模、棒涂機(jī)、刮刀和刷涂中的任一者。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其中所述光活性材料以整個(gè)溶液的大于或等于0.5重量％且小于或等于10重量％包含在內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其中所述溶液包含選自1,

8?二碘辛烷、辛二硫醇、二苯醚、三氯苯和1?氯萘中的一種、兩種或更多種類型的添加劑。

8.一種有機(jī)太陽(yáng)能電池，使用根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法制造。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)太陽(yáng)能電池，其能量轉(zhuǎn)換效率為6％或更高。

說(shuō)明書： 用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法和使用其制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池

技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請(qǐng)要求于2017年5月2日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10?2017?0056220號(hào)和于2017年10月26日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10?2017?

0140290號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

[0002] 本公開(kāi)內(nèi)容是涉及用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法和使用其制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池的公開(kāi)內(nèi)容。背景技術(shù)[0003] 在全球太陽(yáng)能電池市場(chǎng)中，約90％是基于硅材料的太陽(yáng)能電池。硅太陽(yáng)能電池的材料成本和生產(chǎn)單位成本昂貴，因此，在大規(guī)模發(fā)電例如核能發(fā)電和火力發(fā)電方面仍然受到限制。使用有機(jī)材料的太陽(yáng)能電池器件已經(jīng)成為這種基于硅的太陽(yáng)能電池的問(wèn)題的解決方案，這是因?yàn)橛袡C(jī)太陽(yáng)能電池具有以較低成本制造器件的優(yōu)點(diǎn)。[0004] 有機(jī)太陽(yáng)能電池主要由陽(yáng)極、光活性層和陰極形成。盡管通常使用有機(jī)材料作為光活性層，并且主要分別使用銦錫氧化物(ITO)和鋁(Al)作為陽(yáng)極和陰極，但有關(guān)用有機(jī)材料替代陽(yáng)極和陰極電極材料的研究目前正在全球積極地進(jìn)行。此外，隨著有關(guān)具有低帶隙的新的有機(jī)聚合物的研究成果，能量轉(zhuǎn)換效率趨于增加。[0005] 在具有由陽(yáng)極電極/空穴傳輸層/光活性層/電子傳輸層/陰極電極形成的結(jié)構(gòu)的一般有機(jī)太陽(yáng)能電池中，用于形成光活性層的方法大致分為以下兩種方法：使用在真空氣氛下沉積電子供體和電子受體材料的方法來(lái)制備薄膜的方法，以及使用溶液法來(lái)制備薄膜的方法。更詳細(xì)地，利用沉積的方法使用單體作為電子供體和電子受體兩者，而利用溶液法的方法通常使用聚合物作為電子供體材料，并使用聚合物、富勒烯衍生物、苝衍生物，量子點(diǎn)無(wú)機(jī)納米顆粒等作為電子受體。因此，與沉積和使用單體相比，使用利用聚合物的溶液法不需要真空技術(shù)，并且能夠以較低成本大規(guī)模生產(chǎn)大面積器件，因此，最近研究的重心集中在使用聚合物的溶液法。[0006] 光活性層有時(shí)使用高沸點(diǎn)溶劑如三氯苯或高沸點(diǎn)添加劑如1,8?二碘辛烷以控制薄膜形態(tài)，盡管這些添加劑可以在在高真空下熱沉積現(xiàn)有陰極時(shí)被除去，但存在的問(wèn)題是在使用溶液方法的基底之后進(jìn)行所有過(guò)程時(shí)這些可能不容易被除去。因此，在使用現(xiàn)有的溶液方法制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件中，由于涂覆之后不充分的干燥過(guò)程而殘留的水分在后熱處理過(guò)程中被確定為表面上的氣泡。有機(jī)太陽(yáng)能電池器件中的這種氣泡導(dǎo)致光活性層與陰極的界面之間的接觸不良，并且當(dāng)嚴(yán)重地產(chǎn)生氣泡時(shí)，器件的電路可能短路，并最終可能不能期望提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率。[0007] 考慮到上述情況，當(dāng)在溶液涂覆之后進(jìn)一步升高干燥溫度以除去殘留水分時(shí)，經(jīng)溶液涂覆的表面可能由于擴(kuò)散現(xiàn)象而變粗糙，這進(jìn)一步導(dǎo)致涂層表面熱分解的另一個(gè)問(wèn)題。[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[0009] 專利文獻(xiàn)[0010] 韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)第2014?0049804號(hào)發(fā)明內(nèi)容[0011] 技術(shù)問(wèn)題[0012] 本公開(kāi)內(nèi)容涉及提供用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，所述有機(jī)太陽(yáng)能電池具有電子供體與電子受體之間的高效相分離。[0013] 本公開(kāi)內(nèi)容還涉及提供使用該制造方法獲得的具有改善的能量轉(zhuǎn)換效率的有機(jī)太陽(yáng)能電池。[0014] 技術(shù)方案[0015] 本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案提供了用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其包括：準(zhǔn)備基底；在基底上形成第一電極；通過(guò)在第一電極上涂覆包含光活性材料和溶劑的溶液來(lái)形成光活性層；將光活性層在具有恒定體積的封閉式干燥系統(tǒng)中干燥；以及在光活性層上形成第二電極。[0016] 本說(shuō)明書的另一個(gè)實(shí)施方案提供了使用所述用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池。[0017] 有益效果[0018] 依據(jù)根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，通過(guò)優(yōu)化光活性層干燥可以誘導(dǎo)電子供體與電子受體之間適當(dāng)?shù)南喾蛛x。[0019] 此外，使用根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案的用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池在獲得優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換效率方面是有效的。附圖說(shuō)明[0020] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的圖。[0021] 圖2是示出根據(jù)實(shí)施例1和比較例2的有機(jī)太陽(yáng)能電池的光吸收率的圖。[0022] 圖3是根據(jù)實(shí)施例1的有機(jī)太陽(yáng)能電池的光活性層的AFM圖像。[0023] 圖4是根據(jù)比較例2的有機(jī)太陽(yáng)能電池的光活性層的AFM圖像。具體實(shí)施方式[0024] 在本說(shuō)明書中，一個(gè)構(gòu)件放置在另一構(gòu)件“上”的描述不僅包括一個(gè)構(gòu)件鄰接另一構(gòu)件的情況，而且包括在這兩個(gè)構(gòu)件之間還存在另外的構(gòu)件的情況。[0025] 在本說(shuō)明書中，除非特別說(shuō)明相反，否則某一部件“包括”某些組件的描述意指能夠進(jìn)一步包括其他組件，并且不排除其他組件。[0026] 下文中，將對(duì)本說(shuō)明書進(jìn)行更詳細(xì)的描述。[0027] 本說(shuō)明書提供了用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法，其包括：準(zhǔn)備基底；在基底上形成第一電極；通過(guò)在第一電極上涂覆包含光活性材料和溶劑的溶液來(lái)形成光活性層；將光活性層在具有恒定體積的封閉式干燥系統(tǒng)中干燥；以及在光活性層上形成第二電極。[0028] 本公開(kāi)內(nèi)容的發(fā)明人引入了具有恒定體積的封閉式干燥系統(tǒng)以調(diào)節(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池的光活性層的形態(tài)，并且開(kāi)發(fā)了通過(guò)調(diào)節(jié)干燥系統(tǒng)中的氣體環(huán)境、氣體組成和干燥系統(tǒng)的體積來(lái)制造能夠增加光吸收效率的有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法。[0029] 在本說(shuō)明書的封閉式干燥系統(tǒng)中，“系統(tǒng)”意指容納其中形成有光活性層(待干燥對(duì)象)的層合體的空間，并且形狀不受限制，只要其能夠具有恒定體積即可。[0030] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，光活性層的干燥可以在封閉式系統(tǒng)中進(jìn)行。“封閉式系統(tǒng)”意指在系統(tǒng)外部與系統(tǒng)內(nèi)部之間沒(méi)有空氣循環(huán)的系統(tǒng)。[0031] 在向有機(jī)太陽(yáng)能電池中的光活性層提供光時(shí)，產(chǎn)生激子，并且這些激子通過(guò)擴(kuò)散遷移到電子供體和電子受體的接合處。遷移到電子供體和電子受體的界面的這些激子各自分離成電子和空穴，并且當(dāng)電荷傳輸?shù)诫姌O時(shí)產(chǎn)生電力。[0032] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，光活性層的電子供體和電子受體形成本體異質(zhì)結(jié)(bulkheterojunction，BHJ)。[0033] 在本體異質(zhì)結(jié)器件中，當(dāng)電子供體和電子受體完全隨機(jī)混合時(shí)，激子分離成電荷是非常有效的，然而，存在的問(wèn)題是這些分離的電荷在遷移到每個(gè)電極時(shí)可能會(huì)復(fù)合。換言之，為了在消除激子的瓶頸現(xiàn)象的同時(shí)使分離的電荷復(fù)合的可能性最小化，需要在增加本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中電子供體和電子受體相互作用的表面積的同時(shí)通過(guò)適當(dāng)?shù)南喾蛛x來(lái)使電子和空穴的各自的傳輸順利。[0034] 通過(guò)控制光活性層的形態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)南喾蛛x。[0035] 為了控制光活性層的形態(tài)，在本領(lǐng)域中在干燥之后進(jìn)行熱處理過(guò)程。然而，由于在這種情況下熱處理在高溫下進(jìn)行，因此存在損壞基底本身或損壞光活性層的問(wèn)題，并且由于進(jìn)行附加過(guò)程而存在增加成本的問(wèn)題。[0036] 依據(jù)根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案的干燥光活性層的方法，存在的優(yōu)點(diǎn)是可以在無(wú)附加過(guò)程的情況下僅通過(guò)干燥過(guò)程來(lái)控制光活性層的形態(tài)，并且光活性層的損壞很小。[0037] 此外，根據(jù)利用其中在干燥系統(tǒng)的外部和內(nèi)部之間存在空氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)的現(xiàn)有的光活性層干燥方法，在干燥光活性層的同時(shí)干燥系統(tǒng)外部的空氣流入干燥系統(tǒng)中。在此，由于形成光活性層的薄膜的組成和新引入的空氣的組成完全不同，因此形成光活性層的電子供體和電子受體無(wú)法有利地混合，這導(dǎo)致兩種聚合物過(guò)度相分離的問(wèn)題。[0038] 此外，在現(xiàn)有的利用熱空氣的干燥過(guò)程中，存在的問(wèn)題是，由于在氣體注入期間氣體的空氣體積，光活性層由于光活性層從表面干燥而被不均勻干燥。[0039] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，可以通過(guò)在具有恒定體積的封閉式系統(tǒng)中進(jìn)行光活性層的干燥來(lái)有效地控制光活性層的形態(tài)和界面。[0040] 封閉式干燥系統(tǒng)意指在干燥系統(tǒng)內(nèi)部和外部之間沒(méi)有空氣循環(huán)的狀態(tài)，并且當(dāng)在封閉式干燥系統(tǒng)中進(jìn)行光活性層的干燥過(guò)程時(shí)，蒸發(fā)的溶劑保留在干燥系統(tǒng)內(nèi)部而不會(huì)從干燥系統(tǒng)移出。換言之，由于在干燥光活性層時(shí)蒸發(fā)的溶劑保留在干燥系統(tǒng)內(nèi)部，因此干燥系統(tǒng)內(nèi)部的空氣組成和光活性層的組成具有類似的形式。因此，干燥系統(tǒng)內(nèi)部的空氣和光活性層有利地混合，結(jié)果，形成光活性層的電子供體和電子受體有利地混合，防止了過(guò)度發(fā)生相分離的問(wèn)題。[0041] 此外，使用利用其中在干燥系統(tǒng)外部和內(nèi)部之間存在空氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)的現(xiàn)有的光活性層干燥方法，在干燥期間溶液不會(huì)保留在光活性層表面上，而是通過(guò)循環(huán)的空氣蒸發(fā)至干燥系統(tǒng)。在這種情況下，光活性層上的溶液快速蒸發(fā)，而光活性層表面內(nèi)部的溶液緩慢蒸發(fā)，導(dǎo)致光活性層內(nèi)部和外部之間的干燥速率差異，并且光活性層的電子供體與電子受體之間的相分離無(wú)法適當(dāng)?shù)匕l(fā)生。[0042] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，在其中在干燥系統(tǒng)內(nèi)部和外部之間不存在空氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)中對(duì)光活性層進(jìn)行干燥。這防止光活性層表面上的溶液快速蒸發(fā)，減小光活性層內(nèi)部和外部之間干燥速率的差異，并且光活性層的電子供體與電子受體之間的相分離適當(dāng)?shù)匕l(fā)生。[0043] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，可以在具有恒定體積的干燥系統(tǒng)中對(duì)光活性層進(jìn)行干燥。恒定體積意指在干燥進(jìn)行時(shí)沒(méi)有由溶劑蒸發(fā)引起的干燥系統(tǒng)內(nèi)部的體積變化。[0044] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，可以通過(guò)調(diào)節(jié)為形成光活性層而涂覆的溶液的體積與干燥系統(tǒng)的體積之比來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂齐娮庸w與電子受體之間的相分離。[0045] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，涂覆在第一電極上的溶液的體積與干燥系統(tǒng)的體積之比可以為1:1,000至1:5,000，優(yōu)選1:2,000至1:4,000，更優(yōu)選1:2,500至1:3,600。當(dāng)作為涂覆溶液的體積與干燥系統(tǒng)的體積之比的干燥系統(tǒng)比大于1:5,000時(shí)，干燥系統(tǒng)的體積過(guò)大，在干燥系統(tǒng)內(nèi)部的空氣中包含的蒸發(fā)的溶劑不太多，并且由于干燥系統(tǒng)內(nèi)部的空氣與涂覆溶液的組成變得不同，因此可能發(fā)生過(guò)度相分離的問(wèn)題。另一方面，當(dāng)作為涂覆溶液的體積與干燥系統(tǒng)的體積之比的干燥系統(tǒng)比小于1:1,000時(shí)，存在的問(wèn)題是，無(wú)法有利地發(fā)生相分離，并且與干燥時(shí)間相比干燥可能不是高效的。[0046] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，涂覆在第一電極上的溶液的體積可以大于或等于50μl且小于或等于300μl。溶液的優(yōu)選體積可以大于或等于100μl且小于或等于250μl，更優(yōu)選大于或等于150μl且小于或等于200μl。

[0047] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，基于基底的面積，涂覆在第一電極上的溶液的體2 2 2

積可以大于或等于0.1μl/cm 且小于或等于10μl/cm ，優(yōu)選大于或等于0.2μl/cm且小于或

2 2 2

等于8μl/cm ，更優(yōu)選大于或等于0.4μl/cm 且小于或等于3μl/cm 。當(dāng)涂覆在第一電極上的

2

溶液的體積基于基底的面積小于0.4μl/cm時(shí)，溶液可能無(wú)法均勻涂覆，而當(dāng)涂覆在第一電

2

極上的溶液的體積基于基底的面積大于3μl/cm時(shí)，存在的問(wèn)題是，無(wú)法有利地發(fā)生相分離，并且與干燥時(shí)間相比干燥可能不是高效的。換言之，滿足上述數(shù)值范圍的體積在適當(dāng)?shù)卣T導(dǎo)光活性層的電子供體與電子受體之間的相分離和有效地進(jìn)行干燥過(guò)程方面是有效的。

[0048] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，干燥系統(tǒng)的體積沒(méi)有特別限制，只要其滿足涂覆在第一電極上的溶液的體積與干燥系統(tǒng)的體積之比即可，并且可以根據(jù)環(huán)境或待干燥對(duì)象3 3

的大小而變化，但可以為例如，大于或等于200cm且小于或等于1,000cm。

[0049] 根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案，光活性層的干燥的操作溫度可以高于或等于30℃且低于或等于150℃，優(yōu)選高于或等于30℃且低于或等于90℃，更優(yōu)選高于或等于30℃且低于或等于60℃。當(dāng)操作溫度低于30℃時(shí)，電子供體與電子受體之間的相分離可能無(wú)法有利地發(fā)生，而當(dāng)操作溫度高于150℃時(shí)，光活性層或基底可能損壞。[0050] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，干燥過(guò)程的操作時(shí)間可以為5分鐘至30分鐘。當(dāng)操作時(shí)間短于5分鐘時(shí)，電子供體與電子受體之間的相分離可能無(wú)法有利地發(fā)生，而長(zhǎng)于30分鐘的操作時(shí)間可能導(dǎo)致過(guò)多的相分離或光活性層的損壞。[0051] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，干燥系統(tǒng)可以包含惰性氣體。當(dāng)干燥系統(tǒng)包含惰性氣體時(shí)，可以防止光活性材料被水分和氧氣氧化或降解。[0052] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，包含在干燥系統(tǒng)中的惰性氣體可以是氬氣(Ar)、氮?dú)?N2)等。[0053] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，基于包含在干燥系統(tǒng)中的全部氣體的總重量，干燥系統(tǒng)中惰性氣體的濃度可以大于或等于99質(zhì)量％且小于或等于100質(zhì)量％。[0054] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，干燥系統(tǒng)中的相對(duì)濕度可以為在60℃下30％或更小。當(dāng)濕度為在60℃下大于30％時(shí)，存在的缺點(diǎn)是溶劑無(wú)法充分蒸發(fā)，并且形成光活性層的有機(jī)材料可能由于水分而降解。[0055] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，干燥系統(tǒng)中的干燥使用蒸發(fā)溶劑的方法進(jìn)行，并且方法沒(méi)有限制，只要其是干燥系統(tǒng)內(nèi)部的氣體和干燥系統(tǒng)外部的氣體不相互循環(huán)的方法即可。例如，可以包括通過(guò)使用烘箱加熱基底上的光活性層來(lái)蒸發(fā)溶劑的方法、或者通過(guò)紅外線的光學(xué)方法。[0056] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，涂覆溶液的方法可以是選自浸涂、絲網(wǎng)印刷、噴涂、狹縫模、棒涂機(jī)、刮刀、刷涂和沉積中的任一者。作為涂覆方法，優(yōu)選狹縫模、棒涂機(jī)和刮刀的方法，因?yàn)榭梢灾貜?fù)地制造大面積的有機(jī)太陽(yáng)能電池。[0057] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，光活性材料可以以整個(gè)溶液的大于或等于0.5重量％且小于或等于10重量％包含在內(nèi)。[0058] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，溶劑可以為選自氯仿、氯苯、鄰二氯苯、二甲苯、甲苯、環(huán)己烷和2?甲基苯甲醚中的一者，或者其兩者或更多者的混合溶劑。[0059] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，溶液還可以包含選自1,8?二碘辛烷(DIO)、辛二硫醇、二苯醚、三氯苯和1?氯萘中的一種、兩種或更多種類型的添加劑。[0060] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，光活性層還包含添加劑。[0061] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑的分子量可以大于或等于50g/mol且小于或等于1,000g/mol。[0062] 添加劑可以是沸點(diǎn)為30℃至300℃的有機(jī)材料。有機(jī)材料意指包含至少一個(gè)碳原子的材料。[0063] 為了在有機(jī)太陽(yáng)能電池中順利地分離激子并有效地傳輸分離的電荷，需要在最大程度地增加電子供體與電子受體之間的界面的同時(shí)通過(guò)適當(dāng)?shù)南喾蛛x確保電子供體和電子受體的連續(xù)路徑來(lái)誘導(dǎo)形態(tài)增強(qiáng)。[0064] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，通過(guò)向活性層引入添加劑，可以誘導(dǎo)聚合物和富勒烯衍生物對(duì)添加劑的選擇性溶解度以及溶劑與添加劑之間的沸點(diǎn)差異所誘導(dǎo)的有效相分離。此外，可以通過(guò)交聯(lián)電子受體材料或電子供體材料來(lái)固定形態(tài)以防止相分離，并且還可以通過(guò)改變電子供體材料的分子結(jié)構(gòu)來(lái)控制形態(tài)。[0065] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，基底可以是透明基底，盡管透明基底沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選透光率為50％或更高并且優(yōu)選75％或更高的那些。具體地，可以使用玻璃、塑料基底或塑料膜作為透明基底。作為塑料基底或膜，可以使用本領(lǐng)域已知的材料，例如，可以使用由選自聚丙烯酸類、聚氨酯類、聚酯類、聚環(huán)氧化合物類、聚烯烴類、聚碳酸酯類和纖維素類中的一種或更多種類型的樹(shù)脂形成的那些。更具體地，優(yōu)選具有80％或更高的可見(jiàn)光透射率的膜，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯醇縮丁醛(PB)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)和乙?；w維素。[0066] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)有機(jī)太陽(yáng)能電池接收來(lái)自外部光源的光子時(shí)，在電子供體與電子受體之間產(chǎn)生電子和空穴。所產(chǎn)生的空穴通過(guò)電子供體層傳輸至正電極。[0067] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池還包括空穴傳輸層、空穴注入層、或者同時(shí)進(jìn)行空穴傳輸和空穴注入的層。[0068] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池還包括電子注入層、電子傳輸層、或者同時(shí)進(jìn)行電子注入和電子傳輸?shù)膶?。[0069] 圖1是示出根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案的有機(jī)太陽(yáng)能電池的圖。[0070] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)有機(jī)太陽(yáng)能電池接收來(lái)自外部光源的光子時(shí)，在電子供體與電子受體之間產(chǎn)生電子和空穴。所產(chǎn)生的空穴通過(guò)電子供體層傳輸至正電極。[0071] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，第一電極為陽(yáng)極，并且第二電極為陰極。在另一個(gè)實(shí)施方案中，第一電極為陰極，并且第二電極為陽(yáng)極。[0072] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池可以按陰極、光活性層和陽(yáng)極的順序布置，或者按陽(yáng)極、光活性層和陰極的順序布置，然而，布置不限于此。[0073] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池可以按陽(yáng)極、空穴傳輸層、光活性層、電子傳輸層和陰極的順序布置，或者按陰極、電子傳輸層、光活性層、空穴傳輸層和陽(yáng)極的順序布置，然而，布置不限于此。[0074] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有正常結(jié)構(gòu)。正常結(jié)構(gòu)可以意指在基底上形成陽(yáng)極。具體地，根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，當(dāng)有機(jī)太陽(yáng)能電池具有正常結(jié)構(gòu)時(shí)，形成在基底上的第一電極可以為陽(yáng)極。[0075] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有倒置結(jié)構(gòu)。倒置結(jié)構(gòu)可以意指在基底上形成陰極。具體地，根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案，當(dāng)有機(jī)太陽(yáng)能電池具有倒置結(jié)構(gòu)時(shí)，形成在基底上的第一電極可以為陰極。[0076] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，有機(jī)太陽(yáng)能電池可以包括呈兩個(gè)或更多個(gè)層的光活性層。根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案的有機(jī)太陽(yáng)能電池可以具有呈一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)層的光活性層。[0077] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以在光活性層與空穴傳輸層之間或者在光活性層與電子傳輸層之間設(shè)置緩沖層。在此，還可以在陽(yáng)極與空穴傳輸層之間設(shè)置空穴注入層。此外，還可以在陰極與電子傳輸層之間設(shè)置電子注入層。[0078] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，光活性層包含選自電子供體和電子受體中的一種、兩種或更多種材料。[0079] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，電子供體材料可以為各種聚合物材料和單體材料，例如噻吩類、芴類或咔唑類。[0080] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，電子受體材料可以選自富勒烯、富勒烯衍生物、非富勒烯衍生物、浴銅靈、半導(dǎo)體元素、半導(dǎo)體化合物及其組合。[0081] 具體地，可以包括選自富勒烯、富勒烯衍生物((6,6)?苯基?C61?丁酸甲酯(PCBM)、(6,6)?苯基?C61?丁酸?膽甾醇酯(PCBC))、苝、聚苯并咪唑(PBI)、3,4,9,10?苝?四羧酸雙?苯并咪唑(PTCBI)、ITIC和ITIC?Th中的一種、兩種或更多種化合物。[0082] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，電子供體和電子受體形成本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)。[0083] 本體異質(zhì)結(jié)意指在光活性層中電子供體材料和電子受體材料相互混合。[0084] 在本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案中，光活性層可以具有包括n型有機(jī)材料層和p型有機(jī)材料層的雙層結(jié)構(gòu)。[0085] 本說(shuō)明書中的基底可以包括具有優(yōu)異的透明度、表面平滑度、易操作性和抗水性的玻璃基底或透明塑料基底，但不限于此，并且可以使用通常用于有機(jī)太陽(yáng)能電池的基底而沒(méi)有限制。其具體實(shí)例包括玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)、三乙酰基纖維素(TAC)等，但不限于此。[0086] 陽(yáng)極電極可以包括透明且具有優(yōu)異導(dǎo)電性的材料，然而，材料不限于此。其實(shí)例可以包括：金屬，例如釩、鉻、銅、鋅或金，或其合金；金屬氧化物，例如鋅氧化物、銦氧化物、銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)；金屬和氧化物的組合，例如ZnO:Al或SnO2:Sb；導(dǎo)電聚合物，例如聚(3?甲基噻吩)、聚[3,4?(亞乙基?1,2?二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺；等等，但不限于此。[0087] 形成陽(yáng)極電極的方法沒(méi)有特別限制，然而，陽(yáng)極電極可以通過(guò)使用諸如以下的方法涂覆在基底的一個(gè)表面上或者以膜的形式涂覆來(lái)形成：濺射、電子束、熱沉積、旋涂、絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、刮刀或凹版印刷。[0088] 當(dāng)在基底上形成陽(yáng)極電極時(shí)，可以使所得物經(jīng)歷清洗、除去水分和改性為親水的過(guò)程。[0089] 例如，在將圖案化的ITO基底以連續(xù)順序用清洗劑、丙酮和異丙醇(IPA)清洗之后，將ITO基底在熱板上于100℃至150℃下干燥1分鐘至30分鐘，優(yōu)選于120℃下干燥10分鐘以除去水分，并且當(dāng)基底被徹底清洗時(shí)，將基底的表面改性為親水的。[0090] 通過(guò)如以上的表面改性，接合表面電勢(shì)可以保持在適于光活性層的表面電勢(shì)的水平。此外，當(dāng)對(duì)表面進(jìn)行改性時(shí)，可以在陽(yáng)極電極上容易地形成聚合物薄膜，并且還可以改善薄膜的品質(zhì)。[0091] 陽(yáng)極電極的預(yù)處理技術(shù)包括：a)使用平行板放電的表面氧化法，b)經(jīng)由在真空狀態(tài)下使用U射線生成的臭氧使表面氧化的方法，以及c)使用通過(guò)等離子體生成的氧自由基進(jìn)行的氧化方法。[0092] 可以根據(jù)陽(yáng)極電極或基底的狀況來(lái)選擇上述方法之一。然而，不管使用哪種方法，通常優(yōu)選的是防止氧從第一電極或基底的表面離開(kāi)并且盡可能地抑制水分和有機(jī)材料殘留。在這種情況下，預(yù)處理的實(shí)際效果可以最大化。[0093] 作為具體實(shí)例，可以使用通過(guò)利用U生成的臭氧使表面氧化的方法。在此，在進(jìn)行超聲清洗之后，可以通過(guò)在熱板上烘烤圖案化的ITO基底使圖案化的ITO基底完全干燥，將圖案化的ITO基底引入室內(nèi)，然后可以通過(guò)經(jīng)由使用U燈使氧氣與U光反應(yīng)而生成的臭氧來(lái)進(jìn)行清洗。[0094] 然而，本說(shuō)明書中圖案化的ITO基底的表面改性方法沒(méi)有特別限制，并且可以使用任何使基底氧化的方法。[0095] 陰極電極可以包括具有小的功函數(shù)的金屬，但不限于此。其具體實(shí)例可以包括：金屬，例如鎂、鈣、鈉、鉀、鈦、銦、釔、鋰、釓、鋁、銀、錫和鉛，或其合金；或者多層結(jié)構(gòu)材料，例如LiF/Al、LiO2/Al、LiF/Fe、Al:Li、Al:BaF2和Al:BaF2:Ba，但不限于此。[0096] 陰極電極可以通過(guò)在真空度為5×10?7托或更低的熱沉積器內(nèi)進(jìn)行沉積來(lái)形成，然而，形成不限于該方法。[0097] 空穴傳輸層和/或電子傳輸層起到將在光活性層中分離的電子和空穴有效地傳輸至電極的作用，并且材料沒(méi)有特別限制。[0098] 空穴傳輸層材料可以包括聚(3,4?亞乙基二氧基噻吩)?聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT:PSS)；鉬氧化物(MoOx)；釩氧化物(2O5)；鎳氧化物(NiO)；鎢氧化物(WOx)等，但不限于此。[0099] 電子傳輸層材料可以包括提取電子的金屬氧化物，并且可以具體地包括：8?羥基喹啉的金屬配合物；包含Alq3的配合物；包含Liq的金屬配合物；LiF；Ca；鈦氧化物(TiOx)；鋅氧化物(ZnO)；碳酸銫(Cs2CO3)、聚乙烯亞胺(PEI)等，但不限于此。[0100] 本說(shuō)明書提供了使用上述用于制造有機(jī)太陽(yáng)能電池的方法制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池。[0101] 根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)實(shí)施方案制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池可以具有6％或更高的能量轉(zhuǎn)換效率。以下將描述測(cè)量能量轉(zhuǎn)換效率的方法。[0102] 有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率是通過(guò)將開(kāi)路電壓(oc)、短路電流(Jsc)和填充因子(FF)的乘積除以光的強(qiáng)度而獲得的值，并且可以如下通過(guò)數(shù)學(xué)式1計(jì)算。[0103] [數(shù)學(xué)式1][0104] η＝FF*[Jsc*oc/(照射光的強(qiáng)度)][0105] (在上文中，F(xiàn)F是填充因子，Jsc是光短路電流密度，oc是光開(kāi)路電壓)[0106] 發(fā)明實(shí)施方式[0107] 下文中，將參照實(shí)施例詳細(xì)地描述本說(shuō)明書以具體描述本說(shuō)明書。然而，根據(jù)本說(shuō)明書的實(shí)施例可以被修改成各種不同的形式，并且本說(shuō)明書的范圍不應(yīng)解釋為受限于以下描述的實(shí)施例。本說(shuō)明書的實(shí)施例是為了向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更全面地描述本說(shuō)明書而提供。[0108] <實(shí)驗(yàn)例>[0109] <實(shí)施例1>[0110] <復(fù)合溶液的制備>[0111] 通過(guò)將由化合物1表示的化合物和(6,6)?苯基?C61?丁酸甲酯(PCBM)以1:2的質(zhì)量比溶解在氯苯(CB)中來(lái)制備復(fù)合溶液。在此，將該化合物和PCBM相對(duì)于復(fù)合溶液的濃度調(diào)節(jié)至3重量％。[0112] <基底的準(zhǔn)備>[0113] 為了制造具有ITO/ZnO/光活性層/MoO3/Ag結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽(yáng)能電池，使用蒸餾水、2

丙酮和2?丙醇對(duì)其上以條帶型涂覆有ITO的玻璃基底(117cm)進(jìn)行超聲波清洗，并對(duì)ITO表面進(jìn)行臭氧處理10分鐘。

[0114] <第一電極的形成>[0115] 在基底上，將ZnO棒涂至45nm的厚度，并將所得物在100℃下熱處理10分鐘。[0116] <光活性層的形成>[0117] 在第一電極上，使用棒涂來(lái)涂覆170μl復(fù)合溶液。[0118] <干燥>[0119] 將涂覆有復(fù)合溶液的層合體引入體積為600cm3的封閉式干燥系統(tǒng)中，并在60℃下干燥15分鐘。[0120] <第二電極的形成>?8

[0121] 此后，使用熱蒸發(fā)器在3×10 托的真空下，使MoO3以 /秒的速率沉積至10nm，并且使Ag以 /秒的速率沉積至100nm的厚度，以制造最終的有機(jī)太陽(yáng)能電池。

[0122] [化合物1][0123][0124] 化合物1的R1和R2彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為氫；氟；經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基；經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基；或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜環(huán)基。[0125] 化合物1可以為以下化合物1?2。[0126] [化合物1?2][0127][0128] [比較例1][0129] 以與實(shí)施例1中相同的方式制造有機(jī)太陽(yáng)能電池，不同之處在于干燥系統(tǒng)的體積3

為1300cm。

[0130] [比較例2][0131] 以與實(shí)施例1中相同的方式制造有機(jī)太陽(yáng)能電池，不同之處在于干燥系統(tǒng)的體積3

為150cm。

[0132] [比較例3][0133] 以與實(shí)施例1中相同的方式制造有機(jī)太陽(yáng)能電池，不同之處在于，干燥系統(tǒng)不是封閉式干燥系統(tǒng)，并且干燥在到處開(kāi)放的環(huán)境中進(jìn)行。[0134] 將根據(jù)實(shí)施例1和比較例1至3的有機(jī)太陽(yáng)能電池的特性各自測(cè)量三次，計(jì)算平均值并總結(jié)在下表1中。[0135] [表1][0136] 2 oc() Jsc(mA/cm) FF η(％)

實(shí)施例1 3.729 2.792 0.613 6.383

比較例1 3.397 1.439 0.464 2.29

比較例2 2.806 0.157 0.329 0.143

比較例3 3.573 1.403 0.481 2.41

[0137] 在本說(shuō)明書中，oc意指開(kāi)路電壓，Jsc意指短路電流，F(xiàn)F意指填充因子，η意指能量轉(zhuǎn)換效率。[0138] 開(kāi)路電壓是在沒(méi)有外部電負(fù)載的情況下照射光時(shí)產(chǎn)生的電壓，即，當(dāng)電流為0時(shí)的電壓，并且短路電流被定義為當(dāng)在短路電接觸的情況下照射光時(shí)產(chǎn)生的電流，即沒(méi)有施加電壓時(shí)由光引起的電流。[0139] 此外，填充因子由通過(guò)將施加電流和電壓時(shí)由此改變的電流和電壓的乘積除以開(kāi)路電壓和短路電流的乘積而獲得的值來(lái)定義。當(dāng)這樣的填充因子更接近1時(shí)，太陽(yáng)能電池的效率增加，并且隨著填充因子減小，電阻被評(píng)估為增加。[0140] 參照[表1]，比較以上制造的本公開(kāi)內(nèi)容的有機(jī)太陽(yáng)能電池的器件特性。在使用不限制干燥系統(tǒng)的體積(開(kāi)放式系統(tǒng))的干燥方法制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池中，能量轉(zhuǎn)換效率僅為2.41％(比較例3)，然而，當(dāng)在干燥系統(tǒng)內(nèi)部和外部沒(méi)有空氣循環(huán)的封閉式干燥系統(tǒng)(封閉式系統(tǒng))中干燥光活性層時(shí)，確定有機(jī)太陽(yáng)能電池效率為6.383％，其增加了約160％。[0141] 在將實(shí)施例1和比較例2相互比較時(shí)，與150cm3相比，當(dāng)干燥系統(tǒng)具有600cm3的體積時(shí)，在干燥過(guò)程期間電子供體與電子受體之間的相分離適當(dāng)?shù)匕l(fā)生，并且可以看出有機(jī)太陽(yáng)能電池具有優(yōu)異的效率。通過(guò)比較圖3(根據(jù)實(shí)施例1的有機(jī)太陽(yáng)能電池的光活性層的AFM圖像)和圖4(根據(jù)比較例2的有機(jī)太陽(yáng)能電池的光活性層的AFM圖像)可以看出這一點(diǎn)。確定與圖4相比，在圖3中電子供體與電子受體之間的相分離有利地發(fā)生。[0142] 參照?qǐng)D2，檢驗(yàn)了根據(jù)干燥系統(tǒng)體積的有機(jī)太陽(yáng)能電池的特性變化。圖2中所示的曲線是示出根據(jù)用于干燥光活性層的干燥系統(tǒng)的體積變化的關(guān)于波長(zhǎng)區(qū)域的光吸收率變化的圖。當(dāng)參考曲線和附圖時(shí)，可以看出當(dāng)干燥系統(tǒng)相對(duì)于用于形成光活性層的溶液的體積比為約1:3500時(shí)，光吸收率最高，并且可以看出當(dāng)體積比小于1:1,000時(shí)，光吸收率降低。[0143] 通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定在干燥光活性層時(shí)，與在不具有恒定體積的開(kāi)放式干燥系統(tǒng)中干燥(比較例3)相比，當(dāng)在具有恒定體積的封閉式干燥系統(tǒng)中干燥(實(shí)施例1)時(shí)，制備出具有優(yōu)異能量轉(zhuǎn)換效率的有機(jī)太陽(yáng)能電池。[0144] 此外，確定在將干燥系統(tǒng)的體積調(diào)節(jié)到特定范圍時(shí)，制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池具有優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換效率，而當(dāng)干燥系統(tǒng)的體積太小(比較例2)或太大(比較例1)時(shí)，制造的有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率降低。[0145] [附圖標(biāo)記](méi)[0146] 101：基底[0147] 102：第一電極[0148] 103：電子傳輸層[0149] 104：光活性層[0150] 105：空穴傳輸層[0151] 106：第二電極