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1、(10)申请公布号 CN 103159934 A (43)申请公布日 2013.06.19 CN 103159934 A *CN103159934A* (21)申请号 201110415401.X (22)申请日 2011.12.13 C08G 61/12(2006.01) H01L 51/46(2006.01) (71)申请人 海洋王照明科技股份有限公司 地址 518100 广东省深圳市南山区南海大道 海王大厦 A 座 22 层 申请人 深圳市海洋王照明技术有限公司 (72)发明人 周明杰 王平 张振华 陈吉星 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 何。
2、平 (54) 发明名称 含并噻唑单元的聚合物及其制备方法和太阳 能电池器件 (57) 摘要 本发明涉及一种含并噻唑单元的聚合物及其 制备方法和使用该含并噻唑单元的聚合物的太阳 能电池器件。该含并噻唑单元的聚合物， 具有如 下结构式 ：其 中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为1050的整数。 该含并噻唑单元的聚合物， 由 于在结构中引入了咔唑， 咔唑是一个优良的空穴 传输单元， 在聚合物中引入咔唑可以使聚合物得 空穴迁移率提高。咔唑单元和并噻唑单元之间形 成给 - 受体结构， 且在并噻唑上连接两个噻吩均 有利于降低聚合物的带隙， 使吸收光谱红移从而 更好地与太。
3、阳光谱匹配。同时噻唑包含一个吸电 子亚胺基团， 使得聚合物表现出较高的空穴迁移 率， 在噻吩上连接烷基链可以增加共聚物的溶解 性能， 其制备方法简单易大规模生产， 将上述含并 噻唑单元的聚合物应用于太阳能电池能大幅度提 高能量转换效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103159934 A CN 103159934 A *CN103159934A* 1/2 页 2 1. 一种含并噻唑单元的聚合物， 其特征在于， 具有如下结构。
4、式 ： 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 2. 一种含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： 提供如下结构式表示的化合物 A 和化合物 B， A 为 ：B 为 ： 在无氧环境中， 将摩尔比为 1 1 1.2 的化合物 A 和化合物 B 添加入含有催化剂的 有机溶剂中进行 Heck 耦合反应， 所述催化剂为有机钯或为有机钯与有机磷配体的混合物， 得到如下结构式表示的含并噻唑单元的聚合物 P ： 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 3. 根据权利要求。
5、 2 所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 所述有机 溶剂选自甲苯、 N， N- 二甲基甲酰胺及四氢呋喃中的至少一种。 4. 根据权利要求 2 所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 所述有机 钯为双三苯基膦二氯化钯、 四三苯基膦钯或三二亚苄基丙酮二钯， 所述有机膦配体为三叔 丁基膦、 三邻甲苯基膦或 2- 双环己基磷 -2 ， 6 - 二甲氧基联苯。 5. 根据权利要求 2 所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 所述有机 钯与所述化合物 A 的摩尔比为 1 20 1 100。 6.根据权利要求2所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于所。
6、述Heck耦 合反应的反应温度为 90 120， 反应时间为 48 小时 72 小时。 7. 根据权利要求 2 所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 所述有机 钯与所述有机膦配体的摩尔比为 1 4 1 8。 8. 根据权利要求 2 所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 还包括将 含并噻唑单元的聚合物P进行分离纯化的步骤， 所述分离纯化步骤如下 ： 向所述化合物A和 化合物B进行Heck耦合反应后的溶液中加入甲醇沉析并过滤， 将过滤得到的固体依次用甲 醇和正己烷进行抽提， 将经过抽提后的固体用氯仿抽提， 收集氯仿溶液后蒸发溶剂得到纯 权 利 要 求 书 CN 10。
7、3159934 A 2 2/2 页 3 化后的含并噻唑单元的聚合物 P。 9. 根据权利要求 8 所述的含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 其特征在于， 所述抽提 采用索氏提取器进行。 10. 一种太阳能电池器件， 包括活性层， 其特征在于， 所述活性层的材质为具有如下结 构式的含并噻唑单元的聚合物 P ： 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 权 利 要 求 书 CN 103159934 A 3 1/10 页 4 含并噻唑单元的聚合物及其制备方法和太阳能电池器件 【技术领域】 0001 本发明涉及光电领域， 尤其涉及一种含并噻唑单元的。
8、聚合物及其制备方法和使用 该含并噻唑单元的聚合物的太阳能电池器件。 【背景技术】 0002 利用廉价材料制备低成本、 高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难 点。目前用于地面的硅晶电池由于生产工艺复杂、 成本高， 使其应用受到限制。为了降低电 池成本， 拓展应用范围， 长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。 有机半导体材料 以其原料易得、 廉价、 制备工艺简单、 环境稳定性好、 有良好的光伏效应等优点备受关注。 0003 含有并噻唑单元的聚合物中， 由于噻唑是典型的缺电子单元， 包含一个吸电子的 亚胺基团， 因此含有并噻唑单元的聚合物具有较高的空穴迁移率， 显示出了优良的光伏性 。
9、能。 然而， 现有的含有并噻唑单元的聚合物的能带隙(HOMO能级与LUMO能级之间的能级差) 较宽， 从而使得使用含有并噻唑单元的聚合物的有机太阳能电池的能量转换效率较低。 【发明内容】 0004 基于此， 有必要提供一种能量转化效率较高的含并噻唑单元的聚合物。 0005 此外， 还有必要提供一种含并噻唑单元的聚合物的制备方法。 0006 此外， 还有必要提供使用该含并噻唑单元的聚合物的太阳能电池器件。 0007 一种含并噻唑单元的聚合物， 具有如下结构式 ： 0008 0009 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 0010 一种含。
10、并噻唑单元的聚合物的制备方法， 包括如下步骤 ： 0011 提供如下结构式表示的化合物 A 和化合物 B， 0012 A 为 ：B 为 ：其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基 ； 0013 在无氧环境中， 将摩尔比为 1 1 1.2 的化合物 A 和化合物 B 添加入含有催化 剂的有机溶剂中进行 Heck 耦合反应， 所述催化剂为有机钯或为有机钯与有机磷配体的混 说 明 书 CN 103159934 A 4 2/10 页 5 合物， 得到如下结构式表示的含并噻唑单元的聚合物 P ： 0014 0015 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基。
11、， n 为 10 50 的整数。 0016 在优选的实施例中， 有机溶剂选自甲苯、 N， N- 二甲基甲酰胺及四氢呋喃中的至少 一种。 0017 在优选的实施例中， 有机钯为双三苯基膦二氯化钯、 四三苯基膦钯或三二亚苄基 丙酮二钯。 0018 所述有机膦配体为三叔丁基膦、 三邻甲苯基膦或2-双环己基磷-2 ， 6 -二甲氧基 联苯。 0019 在优选的实施例中， 有机钯与所述化合物 A 的摩尔比为 1 20 1 100。 0020 在优选的实施例中， Heck 耦合反应的反应温度为 90 120， 反应时间为 48 小 时 72 小时。 0021 在优选的实施例中， 将含并噻唑单元的聚合物 P。
12、 进行分离纯化的步骤， 所述分离 纯化步骤如下 ： 向所述化合物A和化合物B进行Heck耦合反应后的溶液中加入甲醇沉析并 过滤， 将过滤得到的固体依次用甲醇和正己烷进行抽提， 将经过抽提后的固体用氯仿抽提， 收集氯仿溶液后蒸发溶剂得到纯化后的含并噻唑单元的聚合物 P。 0022 在优选的实施例中， 所述抽提采用索氏提取器进行。 0023 一种太阳能电池器件， 所述活性层的材质为具有如下结构式的含并噻唑单元的聚 合物 P ： 0024 0025 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 0026 上述含并噻唑单元的聚合物由于在结构中引入了咔。
13、唑， 该含并噻唑单元的聚合 物， 由于在结构中引入了咔唑， 咔唑是一个优良的空穴传输单元， 在聚合物中引入咔唑可以 使聚合物得空穴迁移率提高。咔唑单元和并噻唑单元之间形成给 - 受体结构， 且在并噻唑 上连接两个噻吩均有利于降低聚合物的带隙， 使吸收光谱红移从而更好地与太阳光谱匹 配。 同时噻唑包含一个吸电子亚胺基团， 使得聚合物表现出较高的空穴迁移率， 噻唑上连接 烷基链可以增加共聚物的溶解性能， 其制备方法简单易大规模生产， 将上述含并噻唑单元 的聚合物应用于太阳能电池能大幅度提高能量转换效率。 说 明 书 CN 103159934 A 5 3/10 页 6 【附图说明】 0027 图 1。
14、 为一实施方式的含并噻唑单元的聚合物的制备方法的流程图 ； 0028 图 2 为实施例 1 中的含并噻唑单元的聚合物的紫外可见吸收光谱图 ； 0029 图 3 为一实施方式的太阳能电池器件的结构示意图。 【具体实施方式】 0030 下面结合附图和具体实施例含并噻唑单元的聚合物及其制备方法和应用进一步 阐明。 0031 一实施方式的含并噻唑单元的聚合物， 具有如下结构式 ： 0032 0033 其中， R1为 C1 C20的烷基， R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 0034 上述含并噻唑单元的聚合物， 由于在结构中引入了咔唑， 咔唑是一个优良的空穴 传输单元， 在聚合物。
15、中引入咔唑可以使聚合物得空穴迁移率提高。咔唑单元和并噻唑单元 之间形成给 - 受体结构， 且在并噻唑上连接两个噻吩均有利于降低聚合物的带隙， 使吸收 光谱红移从而更好地与太阳光谱匹配。同时噻唑包含一个吸电子亚胺基团， 使得聚合物表 现出较高的空穴迁移率， 噻唑上连接烷基链可以增加共聚物的溶解性能。 0035 一实施方式的上述含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 如图 1 所示， 包括以下步 骤 ： 0036 步骤 S1、 提供化合物 A 和化合物 B。 0037 化合物A的结构式为 ：其中， R1为C1C20的烷 基。 0038 化合物 B 的结构式为 ：其中， R2为 C1 C20的烷基。 00。
16、39 本实施方式中， 其中单体A可参照文献(Advanced materials， 2007， 19， 4160.)公 开的方法合成或者从市场上购买得到， 单体 B 从市场上购买得到。 0040 步骤 S2、 制备含并噻唑单元的聚合物 P。 0041 在无氧环境中， 将化合物 A 和化合物 B 以摩尔比 1 1 1.2 添加入含有催化剂 说 明 书 CN 103159934 A 6 4/10 页 7 的有机溶剂中进行 Heck 耦合反应， 所述催化剂为有机钯或有机钯与有机磷配体的混合物， 得到如下结构式表示的含并噻唑单元的聚合物 P ： 0042 0043 其中， R1为 C1 C20的烷基，。
17、 R2为 C1 C20的烷基， n 为 10 50 的整数。 0044 本实施方式中， Heck 耦合反应在氮气氛围下进行。 0045 本实施方式中， 有机溶剂选自甲苯、 N， N- 二甲基甲酰胺及四氢呋喃中的至少一种。 可以理解， 有机溶液也可使用其他溶剂， 只要能溶解化合物 A 和化合物 B 即可。 0046 本实施方式中， 有机钯为双三苯基膦二氯化钯、 四三苯基膦钯或三二亚苄基丙酮 二钯。 0047 有机膦配体为三叔丁基膦、 三邻甲苯基膦或 2- 双环己基磷 -2 ， 6 - 二甲氧基联 苯。可以理解， 有机钯及有机磷配体均不限于所列举的种类， 只要能催化化合物 A 和化合物 B 进行 。
18、Heck 耦合反应即可。 0048 有机钯与有机膦配体的摩尔比为 1 4 1 8。 0049 本实施方式中， 有机钯与化合物 A 的摩尔比为 1 20 1 100。可以理解， 有机 钯与化合物 A 的摩尔比不限于为 1 20 1 100， 向加入化合物 A 和化合物 B 的有机溶 剂中加入催化剂量的催化剂即可。 0050 本实施方式中， Heck 耦合反应的反应温度为 90 120， 反应时间为 48 小时 72 小时。优选的， Heck 耦合反应的反应温度为 100 110， 反应时间为 52 小时 60 小 时。可以理解， Heck 耦合反应的反应温度不限于为 90 120， 只要能使化合。
19、物 A 和化 合物 B 发生反应即可 ； 反应时间也不限于为 48 小时 72 小时， 只要能使化合物 A 和化合物 B 尽量反应完全即可。 0051 步骤 S3、 分离纯化含并噻唑单元的聚合物 P。 0052 向所述化合物 A 和化合物 B 进行 Heck 耦合反应后的溶液中加入甲醇沉析并过滤， 将过滤得到的固体依次用甲醇和正己烷进行抽提， 将经过抽提后的固体用氯仿抽提， 收集 氯仿溶液后蒸发溶剂得到纯化后的含并噻唑单元的聚合物 P。 0053 本实施方式中， 抽提使用索氏提取器进行。 0054 本实施方式中， 将收集氯仿溶液后蒸发溶剂得到纯化后的含并噻唑单元的聚合物 P 在真空下 40干燥。
20、 24 小时。 0055 上述含并噻唑单元的聚合物的制备方法， 合成路线较为简单， 降低了制造成本 ； 制 备的含并噻唑单元的聚合物具有较高的空虚迁移率及较低的带隙， 同时制备的含并噻唑单 元的聚合物的溶解性能良好， 成膜性能优良。 0056 下面为具体实施例。 0057 实施例 1 0058 本实施例公开了结构式如下的聚 2， 5- 二 (3- 辛基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d 噻 说 明 书 CN 103159934 A 7 5/10 页 8 唑 -co-N- 辛基 -3， 6- 二乙烯咔唑 ( 含并噻唑单元的聚合物 P1) ： 0059 0060 上述含并噻唑单元的聚合物 P。
21、1 的制备过程如下 ： 0061 氮气保护下， N- 辛基 -3， 6- 二乙烯咔唑 (166mg， 0.5mmol) 和 2， 5- 二 (5- 溴 -3- 辛 基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d 噻唑 (345mg， 0.5mmol) 以及三邻甲苯基膦 (37mg， 0.12mmol) 放入 50mL 的两口烧瓶中。将 N， N- 二甲基甲酰胺 (6mL)， 充分通氮气排空气约 10min 后， 再 加入三二亚苄基丙酮二钯(18.3mg， 0.02mmol)。 再充分通氮气排空气约20min后， 在90时 搅拌反应 24h， 然后再在 110下继续反应 24h。降温后停止聚合反应，。
22、 向烧瓶中滴加 30mL 甲醇沉析， 通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷抽提24h。 然后以氯仿为溶剂抽提 至无色， 收集氯仿溶液并旋干得到深红色固体， 收集后在真空下 40干燥 24h 后即为聚合 物。产率为 51。 0062 上述制备含并噻唑单元的聚合物 P1 的反应式如下 ： 0063 0064 测试结果为 ： Molecular weight(GPC， THF， R.I) Mn 32.5kDa， Mw/Mn 2.2。 0065 请参阅图 2， 通过对实施例 1 中的 P1 进行紫外可见吸收光谱测试。结果表明该共 轭聚合物在 350nm 700nm 之间有较大较宽的吸收， 其中最大。
23、吸收峰位于 590nm 左右。 0066 实施例 2 0067 本实施例公开了结构式如下的聚 2， 5- 二 (3- 甲基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d 噻 唑 -co-N- 二十烷基 -3， 6- 二乙烯咔唑 ( 含并噻唑单元的聚合物 P2) ： 0068 说 明 书 CN 103159934 A 8 6/10 页 9 0069 上述含并噻唑单元的聚合物 P2 的制备过程如下 ： 0070 氮 气 保 护 下， N- 二 十 烷 基 -3， 6- 二 乙 烯 咔 唑 (150mg， 0.3mmol)， 2， 5- 二 (5- 溴 -3- 甲基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d。
24、 噻唑 (148mg， 0.3mmol) 以及 10mL 甲苯分别加入 到 50mL 的两口瓶中， 充分通氮气排空气约 20min 后， 然后将双三苯基磷二氯化钯 (4.2mg， 0.006mmol) 加入其中， 再充分通氮气排空气约 10min 后， 在 120搅拌反应 24h。降温后停 止聚合反应， 向烧瓶中加入 40mL 甲醇沉析， 通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷 抽提 24h。然后以氯仿为溶剂抽提至无色， 收集氯仿溶液并旋干得到红色固体， 收集后在真 空下 50干燥 24h 后即为聚合物。产率为 58。 0071 上述制备含并噻唑单元的聚合物 P2 的反应式如下 ： 0072。
25、 0073 测试结果为 ： Molecular weight(GPC， THF， R.I) Mn 28.9kDa， Mw/Mn 2.4。 0074 通过对实施例 2 中的 P2 进行紫外可见吸收光谱测试。结果表明该共轭聚合物在 350nm 700nm 之间有较大较宽的吸收， 其中最大吸收峰位于 586nm 左右。 0075 实施例 3 0076 本实施例公开了结构式如下的聚2， 5-二(3-二十烷基-2-噻吩)噻唑并5， 4-d 噻唑 -co-N- 甲基 -3， 6- 二乙烯咔唑 ( 含并噻唑单元的聚合物 P3) ： 0077 0078 上述含并噻唑单元的聚合物 P3 的制备过程如下 ： 00。
26、79 氮气保护下， N- 甲基 -3， 6- 二乙烯咔唑 (70mg， 0.3mmol)， 2， 5- 二 (5- 溴 -3- 二十 烷基-2-噻吩)噻唑并5， 4-d噻唑(308mg， 0.3mmol)以及15mL四氢呋喃分别加入到50mL 的两口瓶中， 充分通氮气排空气约 20min 后， 然后将四三苯基膦钯 (17mg， 0.015mmol) 加入 其中， 再充分通氮气排空气约10min后， 在90搅拌反应72h。 降温后停止聚合反应， 向烧瓶 中加入 40mL 甲醇沉析， 通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷抽提 24h。然后以氯 仿为溶剂抽提至无色， 收集氯仿溶液并旋干得到红色固。
27、体， 收集后在真空下 50干燥 24h 后得到产物。产率为 72。 说 明 书 CN 103159934 A 9 7/10 页 10 0080 上述制备含并噻唑单元的聚合物 P3 的反应式如下 ： 0081 0082 测试结果为 ： Molecular weight(GPC， THF， R.I) Mn 47.1kDa， Mw/Mn 2.1。 0083 通过对实施例 3 中的 P3 进行紫外可见吸收光谱测试。结果表明该共轭聚合物在 350nm 700nm 之间有较大较宽的吸收， 其中最大吸收峰位于 593nm 左右。 0084 实施例 4 0085 本实施例公开了结构式如下的聚 2， 5- 二 。
28、(3- 正丁基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d 噻唑 -co-N- 正十二烷基 -3， 6- 二乙烯咔唑 ( 含并噻唑单元的聚合物 P4) ： 0086 0087 上述含并噻唑单元的聚合物 P4 的制备过程如下 ： 0088 氮 气 保 护 下， N- 正 十 二 烷 基 -3， 6- 二 乙 烯 咔 唑 (116mg， 0.3mmol)， 2， 5- 二 (5-溴-3-正丁基-2-噻吩)噻唑并5， 4-d噻唑(148mg， 0.36mmol)以及10mL甲苯分别加 入到 50mL 的两口瓶中， 充分通氮气排空气约 20min 后， 然后将双三苯基磷二氯化钯 (10mg， 0.015m。
29、mol) 加入其中， 再充分通氮气排空气约 10min 后， 在 130搅拌反应 24h。降温后停 止聚合反应， 向烧瓶中加入 40mL 甲醇沉析， 通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷 抽提 24h。然后以氯仿为溶剂抽提至无色， 收集氯仿溶液并旋干得到红色固体， 收集后在真 空下 50干燥 24h 后即为聚合物。产率为 67。 0089 上述制备含并噻唑单元的聚合物 P4 的反应式如下 ： 0090 说 明 书 CN 103159934 A 10 8/10 页 11 0091 测试结果为 ： Molecular weight(GPC， THF， R.I) Mn 24.7kDa， Mw/M。
30、n 2.2。 0092 通过对实施例 4 中的 P4 进行紫外可见吸收光谱测试。结果表明该共轭聚合物在 350nm 700nm 之间有较大较宽的吸收， 其中最大吸收峰位于 597nm 左右。 0093 实施例 5 0094 本实施例公开了结构式如下的聚2， 5-二(3-正己烷基-2-噻吩)噻唑并5， 4-d 噻唑 -co-N- 正癸烷基 -3， 6- 二乙烯咔唑 ( 含并噻唑单元的聚合物 P5) ： 0095 0096 上述含并噻唑单元的聚合物 P5 的制备过程如下 ： 0097 氮 气 保 护 下， N- 正 癸 烷 基 -3， 6- 二 乙 烯 咔 唑 (180mg， 0.5mmol) 和。
31、 2， 5- 二 (5- 溴 -3- 正己烷基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d 噻唑 (348mg， 0.55mmol) 以及三邻甲苯基 膦 (30mg， 0.1mmol) 放入 50mL 的两口烧瓶中。将 N， N- 二甲基甲酰胺 (6mL)， 充分通氮气排 空气约 10min 后， 再加入三二亚苄基丙酮二钯 (23mg， 0.025mmol)。再充分通氮气排空气约 20min 后， 在 90时搅拌反应 24h， 然后再在 110下继续反应 24h。降温后停止聚合反应， 向烧瓶中滴加 30mL 甲醇沉析， 通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷抽提 24h。然 后以氯仿为溶剂抽提至。
32、无色， 收集氯仿溶液并旋干得到深红色固体， 收集后在真空下 40 干燥 24h 后即为聚合物。产率为 64。 0098 上述制备含并噻唑单元的聚合物 P5 的反应式如下 ： 0099 说 明 书 CN 103159934 A 11 9/10 页 12 0100 测试结果为 ： Molecular weight(GPC， THF， R.I) Mn 33.9kDa， Mw/Mn 2.3。 0101 通过对实施例 5 中的 P5 进行紫外可见吸收光谱测试。结果表明该共轭聚合物在 350nm 700nm 之间有较大较宽的吸收， 其中最大吸收峰位于 592nm 左右。 0102 实施例 6 0103 请。
33、参阅图 3， 一种太阳能电池器件 40 包括衬底 41、 阳极 42、 缓冲层 43、 活性层 44 及阴极 45。阳极 42、 缓冲层 43、 活性层 44 及阴极 45 依次形成于衬底 41 上。 0104 本实施例中， 衬底 41 为玻璃。 0105 阳极 42 形成于衬底 41 的一侧表面。本实施例中， 阳极 42 为为 ITO( 氧化铟锡 )， 优选地， ITO 是方块电阻为 10-20/ 口的氧化铟锡。 0106 缓冲层43形成于阳极42远离衬底41的一侧表面。 缓冲层43的材料为聚3， 4-亚 乙二氧基噻吩与聚苯乙烯 - 磺酸复合材料 (PEDOT:PSS)。 0107 活性层 。
34、44 形成于缓冲层 43 远离阳极 42 的一侧表面。活性层 44 包括电子给体材 料及电子受体材料， 电子给体材料及电子受体材料的摩尔比为14。 其中电子受体材料为 (6， 6) 苯基 -C61- 丁酸甲酯 (PCBM)， 电子给体材料为本发明制备含联噻唑单元的聚合物 P， 本实施方式中， 电子给体材料为的实施例一中制备的聚 2， 5- 二 (3- 辛基 -2- 噻吩 ) 噻唑 并 5， 4-d 噻唑 -co-N- 辛基 -3， 6- 二乙烯咔唑 。 0108 阴极 45 形成于活性层 44 远离缓冲层 43 的一侧表面。阴极 45 可采用铝电极或者 双金属层电极， 例如 Ca/Al 或 B。
35、a/Al 等， 其厚度优选为 160nm、 40nm、 120nm 或 80nm。本实施 方式中， 阴极 45 的材料为铝， 厚度为 160nm。 0109 可以理解， 缓冲层 43 可以省略， 此时活性层 44 直接形成于阳极 42 表面。 0110 该太阳能电池器件 40 的制造过程如下 ： 0111 将阳极 42 形成于衬底 41 的一侧表面后进行超声波清洗， 并用氧 -Plasma 处理后， 在阳极 42 表面涂上一层起修饰作用的 PEDOT:PSS 形成缓冲层 43。 0112 在缓冲层 44 上涂覆一层活性层 44。该活性层 44 包括电子给体材料及电子受 体材料， 其中电子受体材。
36、料为 PCBM， 电子给体材料为的实施例一中制备的聚 2， 5-(3- 辛 基 -2- 噻吩 ) 噻唑并 5， 4-d 噻唑 -co-N- 辛基 -3， 6- 二乙烯咔唑 。 0113 在活性层44表面形成阴极45。 本实施方式中， 阴极45为由真空蒸镀形成的铝层。 阴极 45 的厚度为 160nm。 0114 在本实施例中， 该太阳能电池器件 40 经过 110 摄氏度密闭条件下 4 小时， 再降到 室温， 太阳能电池器件经过退火后能有效增加分子内各基团和分子链段间排列的有序性和 规整度， 提高载流子迁移率的传输速度和效率， 提高光电转换效率。在 AM1.5 ； 100mW/cm2 说 明 。
37、书 CN 103159934 A 12 10/10 页 13 光照下， 基于实施例 1 中的共聚物为给体材料的本体异质结太阳能电池的能量转换效率 4.1。(Babudri 等报道了以聚二噻吩噻唑并噻唑为给体材料， PCBM 为受体材料制备了太 阳能电池， 能量转换效率仅为 2.2 (SYNTHESIS 2008， 9， 2135)。 0115 该太阳能电池器件 40 使用时， 在光照下， 光透过衬底 41 和阳极 42， 活性层 44 中 的传导空穴型电致发光材料吸收光能， 并产生激子， 这些激子再迁移到电子给体 / 受体材 料的界面处， 并将电子转移给电子受体材料， 如 PCBM， 实现电荷。
38、的分离， 从而形成自由的载 流子， 即自由的电子和空穴。这些自由的电子沿电子受体材料向阴极 45 传递并被阴极所收 集， 自由的空穴沿电子给体材料向阳极42传递并被阳极42所收集， 从而形成光电流和光电 压， 实现光电转换， 外接负载时， 可对其进行供电。 在此过程中， 传导空穴型电致发光材料由 于其具有很宽的光谱响应范围， 能够更充分地利用光能， 以获得更高的光电转换效率， 增加 太阳能电池器件的产电能力。而且这种有机材料还能减轻太阳能电池器件的质量， 并通过 旋涂等技术即可制作， 便于大批量的制备。 0116 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103159934 A 13 1/1 页 14 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103159934 A 14 。