技术摘要：
本发明公开一种高效有机太阳能电池及其制备方法，该有机太阳能电池为反型结构，从下到上依次为：衬底层、透明导电阴极、阴极缓冲层、光活性层、阳极缓冲层及金属阳极；其中光活性层由聚合物电子给体、电子受体和两亲性小分子添加剂组成。本发明采用一种新型两亲性小分  全部
背景技术：
本体异质结(BHJ)聚合物太阳能电池(PSCs)作为一种有前途的绿色可再生能源技 术，由于其具有重量轻、成本低、制备简单并且具备大面积制备柔性太阳能电池等优点，渐 渐成为了人们研究的热点。目前，单结电池的最高的光电功率转换效率(PCE)已经超过 17％。但与无机太阳能电池相比，能量转换效率低、寿命短和稳定性较差等缺点成为制约其 商业化的主要因素。其中，活性层的形貌在BHJ有机太阳能电池中起着重要的作用，如何精 确调控异质结相分离，微观薄膜结晶尺寸，给受体分子取向成为限制器件效率和稳定性的 重要因素。 为了克服这些问题，实现高效率的有机太阳能电池，一种有效的方法是在活性层 中引入添加剂有效调控薄膜形貌。通常，包括溶剂添加剂、固体添加剂被用于调控活性层微 观形貌从而提升电池性能。溶剂添加剂可以提升器件效率，但是重复性和稳定性较差；固体 添加剂只针对一部分活性层材料具有积极作用，不具备普遍性。因此，如何选择高效的添加 剂是提升有机太阳能电池光电转换效率的关键。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种高效有机太阳能电池 及其制备方法，以解决有机太阳能电池稳定性差，效率低的问题。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 一种高效有机太阳能电池，该有机太阳能电池为反型结构，从下到上依次为：衬底 层、透明导电阴极、阴极缓冲层、光活性层、阳极缓冲层及金属阳极；其中光活性层由聚合物 电子给体、电子受体和两亲性小分子添加剂组成。 作为优选，所述两亲性小分子添加剂是非离子型表面活性剂，优选为十二烷基甘 油乙酸酯DGI。 作为优选，所述光活性层中聚合物电子给体、电子受体及两亲性小分子添加剂的 重量比为1：1：(0～0.2)。 作为优选，所述电子给体材料为窄带系聚合物电子给体，优选为聚噻吩衍生物。 作为优选，所述电子受体材料为富勒烯衍生物或小分子受体。 作为优选，所述阳极缓冲层的材料为具有空穴传输能力或电子阻挡能力的有机化 合物或金属氧化物，优选为氧化钼MoO3、掺铝氧化锌AZO、氧化锌ZnO及二氧化钛TiO2的一种 或多种；阳极缓冲层厚度为1～200nm。 作为优选，所述阴极缓冲层材料为具有电子传输能力或空穴阻挡能力的有机化合 物或金属氧化物，如氧化锌ZnO，阴极缓冲层厚度为1～200nm。 3 CN 111584718 A 说　明　书 2/4 页 作为优选，所述衬底层材料为玻璃或透明聚合物，所述透明聚合物材料为聚乙烯、 聚甲基丙烯酸甲醋、聚碳酸醋、聚氨基甲酸醋、聚酞亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的一种或 多种。 作为优选，所述透明导电阴极为在可见光区透明或半透明的导电材料，透光率大 于50％。 作为优选，所述金属阳极材料为金、银、铂、铜、铝中的一种。 一种高效有机太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：对表面粗糙度小于1nm的由 衬底层及透明导电阴极所组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干；在透明导电阴极表面 旋转涂覆阴极缓冲层，并进行热退火；在阴极缓冲层上采用旋涂制备光活性层；在光活性层 表面蒸镀阳极缓冲层；在阳极缓冲层上蒸镀金属阳极。 有益效果：本发明通过在活性层中加入两亲性小分子添加剂用于调控活性层微观 薄膜形貌，提升器件性能。由本发明制备的器件具有良好的活性层形貌，可以实现高效光伏 器件的制备。 本发明提供的一种稳定高效有机太阳能电池，与现有技术相比，具有以下优势： 1)两亲性小分子添加剂自组装的网络层状结构诱导小分子受体结晶，增强了给受 体分子间π-π堆积，同时诱导受体分子偏向于面对面取向，这一系列作用共同促使分子迁移 率提升，减少分子间和分子内载流子重组，使短路电流显著提高，从而提升器件效率； 2)两亲性小分子添加剂自组装时间较短，因此在短时间内限制并塑化给受体相分 离，从而提高了活性层形貌稳定性，使得器件稳定性提高； 3)两亲性小分子添加剂具有普适性。网络层状自组装结构不仅显著调控非富勒烯 受体，对富勒烯受体也有很好的调控作用。 附图说明 图1a至图1f为实施例2-7中活性层所选用的聚合物电子给体材料PBDB-TF、PBDB- T；电子受体材料IT-4F、PC71BM、ITIC；及两亲性小分子添加剂DGI的分子结构； 图2为实施例1的高效有机太阳能电池器件结构示意图； 图3为实施例2-7中所述器件在AM  1.5(强度为100mW/cm2)照射情况下的电流密度 一电压特性曲线图。