本發(fā)明涉及有機(jī)太陽(yáng)能電池與納米粒子制作領(lǐng)域，涉及一種將有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層材料制備成穩(wěn)定均一的納米粒子溶液的方法。

背景技術(shù)：
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由于近年來(lái)有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)的應(yīng)用前景漸漸展現(xiàn)出來(lái)，其輕便，柔性，低成本，可調(diào)控等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為共識(shí)。隨著技術(shù)的發(fā)展，大量的有機(jī)給體新材料映入眼簾，從小分子、敏化染料到高分子，其加工工藝也多種多樣，其中高分子材料的使用最為廣泛。目前就高分子材料作為有機(jī)太陽(yáng)能電池的活性層時(shí)其活性層的加工工藝主要為溶液法加工。就其溶液法加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池的活性層結(jié)構(gòu)最為常用的就是將給體材料和受體材料混合進(jìn)行溶液加工，從而得到高效的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽(yáng)能電池，但是此結(jié)構(gòu)活性層混雜著晶態(tài)與非晶狀態(tài)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以真正的表征清楚，而且實(shí)現(xiàn)連續(xù)細(xì)小的相分離也較為困難。

目前最為常用也最為經(jīng)典的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)就是P3HT/PCBM通過(guò)溶液法加工得到的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。但是此結(jié)構(gòu)形成的異質(zhì)結(jié)不但其相分離程度較難預(yù)測(cè)，而且其相分離后存在孤立的相結(jié)構(gòu)，這些都極大的影響了激子的利用效率，從而極大的影響了器件的光電轉(zhuǎn)化率，使得很多光電性能很好的材料無(wú)法發(fā)揮全部的優(yōu)勢(shì)。改進(jìn)這些局限的方法之一便是優(yōu)化高分子溶液，將高分子溶液合成為納米溶液，用均勻的納米粒子形成活性層將有效統(tǒng)一內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在可以控制粒子尺寸的情況下將可以控制活性層中的給受體交界面從而提高激子解離，從而優(yōu)化器件活性層結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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利用酸酐醇解的過(guò)程制作穩(wěn)定的P3HT納米粒子。

發(fā)明目的：

本發(fā)明的目的在于制備穩(wěn)定均一的納米化有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層溶液，從而開(kāi)拓有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備工藝。

技術(shù)方案：

使用乙酸酐醇解的原理，在高分子溶液在醇中析出成為納米粒子的同時(shí)酐醇解生成的酯和酸酐醇解這一反應(yīng)過(guò)程對(duì)生成納米粒子起保護(hù)作用，目的在于提高有機(jī)太陽(yáng)能電池活性材料納米溶液的穩(wěn)定性和均一性。

(1)、配置一定濃度的高分子溶液。

(2)、在配置的高分子溶液中加入少量酸酐。

(3)、在超聲的情況下將加有酸酐的高分子溶液注入到不溶解此高分子但能溶解此溶液的溶劑的醇中。

(4)、將制備好的納米粒子溶液再水浴中超聲1分鐘。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)；

a、步驟(1)、中所述的良溶劑可選用，氯仿，氯苯，二氯苯，甲苯等。

b、步驟(2)、中所述的酸酐主要為乙酸酐，其用量比為高分子質(zhì)量的1/10左右。

c、步驟(3)、中所述的醇主要為乙醇、正丙醇，甲醇的表現(xiàn)性能沒(méi)有乙醇好。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明的方法制備的P3HT納米粒子的紫外吸收光譜，并與P3HT純?nèi)芤汉蚉3HT固體薄膜的紫外吸收光譜進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)吸收峰的位置說(shuō)明制備的納米粒子溶液中P3HT不是以鏈狀存在，而是結(jié)晶的固體形式存在。

圖2是本發(fā)明的方法制備的P3HT納米粒子的納米溶液在放置一周后的拍攝的SEM(掃描電子顯微鏡)圖像，以證明粒子尺寸的可控和穩(wěn)定。

圖3是本發(fā)明的方法制備的P3HT納米粒子的納米溶液在放置一周后的拍攝的AFM照片，進(jìn)一步說(shuō)明了此方法制備的P3HT納米粒子的大小及其穩(wěn)定性。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明，但是應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)化納米有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層溶液的穩(wěn)定性和可調(diào)控范圍：

(1)將P3HT溶于氯仿溶液中，濃度均為(1～20mg/ml)，體積為2ml，在室溫下攪拌24小時(shí)。

(2)在制備好的P3HT溶液中加入醋酸酐0.2～4mg(大約為0.2～4μl)，攪拌1小時(shí)。

(3)準(zhǔn)備干凈的空瓶，加入4ml無(wú)水乙醇或無(wú)水正丙醇并快速攪拌，然后將上述混合有酸酐的P3HT溶液緩慢滴加在快速攪拌的無(wú)水乙醇或無(wú)水正丙醇中，攪拌10分鐘。

(4)將上述制備好的P3HT納米粒子溶液放入水浴超聲機(jī)中超聲3分鐘。

注：步驟(1)中P3HT的濃度可根據(jù)自己所需濃度在1～20mg/ml之間選擇，在此濃度之間都可以得到粒徑均勻可控的P3HT納米粒子。

步驟(2)中酸酐用量根據(jù)步驟(1)中配置P3HT溶液的用量而定，酸酐用量為P3HT用量的十分之一。

實(shí)施例2：應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)化納米有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層溶液的穩(wěn)定性和可調(diào)控范圍：

(1)將P3HT溶于氯苯或二氯苯中，濃度均為(1～20mg/ml)，體積為2ml，在室溫下攪拌12小時(shí)。

(2)在制備好的P3HT溶液中加入醋酸酐0.2～4mg(大約為0.2～4μl)，攪拌1小時(shí)。

(3)準(zhǔn)備干凈的空瓶，加入8ml無(wú)水正丙醇或無(wú)水正丁醇并快速攪拌，然后將上述混合有酸酐的P3HT溶液緩慢滴加在快速攪拌的無(wú)水乙醇中，攪拌10分鐘。

(4)將上述制備好的P3HT納米粒子溶液放入水浴超聲機(jī)中超聲3分鐘。

注：步驟(1)中P3HT的濃度可根據(jù)自己所需濃度在1～20mg/ml之間選擇，在此濃度之間都可以得到粒徑均勻可控的P3HT納米粒子。

步驟(2)中酸酐用量根據(jù)步驟(1)中配置P3HT溶液的用量而定，酸酐用量為P3HT用量的十分之一。

步驟(3)中加入無(wú)水正丁醇的量依環(huán)境溫度而定，必須事先計(jì)算好氯苯或二氯苯與正丙醇或正丁醇的共沸比例，而且正丙醇或正丁醇的用量要略大于此比例值得用量。