本發(fā)明涉及光伏電池技術領域，特別是一種超高開路電壓的有機光伏電池。
背景技術：
能源危機和環(huán)境污染是當今人類社會發(fā)展面臨的兩大突出問題。一方面，隨著化石能源的不斷消耗，造成化石能源面臨枯竭；另一方面，由于燃燒產生大量的二氧化碳和其他有害物質造成的全球氣候變暖、溫室效應和厄爾尼諾現(xiàn)象日益突出，空氣質量嚴重下降，生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重破壞。解決上述問題的有效途徑之一是開發(fā)和利用可再生能源。太陽能、風能、生物質能、潮汐能等都是廉價、清潔和環(huán)境友好的可再生能源。其中太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，具有不受地域條件限制和利用方式靈活的優(yōu)點，是未來全球能源系統(tǒng)中最有前景的替代新能源。對太陽能的利用主要包括光電轉換、光熱轉換和光化學能轉換3種形式。光電轉換是通過太陽能電池實現(xiàn)的。以太陽能電池為核心的光伏產業(yè)直接將太陽能轉化成電能，是目前人類可以利用的最清潔的能源之一，是公認的“綠色能源”。有機太陽能電池器件，具有成本低、質量輕、制造工藝簡單、柔韌性良好并可采用直接打印的方法制備等優(yōu)點，因而成為近些年新材料和新能源領域最富活力和生機的研究前沿之一。然而，目前有機太陽能電池的光電轉化效率相對較低，極大的限制了其發(fā)展和應用。因此各種提高有機太陽能電池光電轉化效率成為國內外研究者研究的焦點。有機太陽能電池的能量轉換效率與其短路電流、開路電壓與填充因子的乘積成正比，如何提高有機太陽能電池的開路電壓一直是研究人員所關心的問題。傳統(tǒng)有機光伏電池的開路電壓在1v以下。開路電壓大于3v的超高開路電壓的有機光伏電池，可以直接驅動小型電子設備，特別是在智能穿戴等領域具有重要的應用場景。因此，開發(fā)超高開路電壓光伏電池具有重要意義。
技術實現(xiàn)要素：
針對背景中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超高開路電壓有機光伏電池。為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
一種超高開路電壓有機光伏電池，包括導電基底、第一子電池、第一連接層、第二子電池、第二連接層、第三子電池、反射電極所組成，其特征在于所述的第一子電池、第二子電池、第三子電池均為有機平面異質結電池。
進一步的，各子電池包括陽極修飾層、給體層、受體層、陰極修飾層所構成。
所述的陽極修飾層為金屬氧化物薄膜moo3，厚度2～20nm。
進一步的，所述的受體層為金屬酞菁化合物subpc，厚度13～30nm。
進一步的，所述的給體層材料的homo能級與其subpc受體層的homo能級差在0.1～0.2ev。
進一步的，所述的導電基底為ito玻璃基底。
進一步的，所述的第一連接層、第二連接層為ag納米顆?；蛘遖u納米顆粒，厚度在0.5～1nm。
進一步的，所述的第一子電池、第二子電池、第三子電池層的給體層為dbp、rubrene、tapc、npb、tetracene中的一種,厚度在2～10nm。
進一步的，所述的第三子電池受體層厚度大于第二子電池受體層厚度，第二子電池受體層厚度大于第一子電池受體層厚度。
進一步的，所述的第一子電池、第二子電池、第三子電池層的陰極修飾層材料為alq3、bcp、bphen、balq、taz或tpbi，厚度為2～10nm。
進一步的，所述的反射電極為ag、al或cu，反射陰極厚度為100～1000nm。
本發(fā)明采用三層串聯(lián)疊層結構，采用subpc作為單結子電池的受體，而不是傳統(tǒng)的富勒烯材料作為受體。subpc與dbp、rubrene、tapc、npb、tetracene等給體形成的pn結的給體homo與受體lumo的能級差可以達到1.5ev以上，所制備的單結子電池的開路電壓可以達到1.2v以上,疊層器件的開路電壓為三個單結子電池的開路電壓之和。在am1.5標準太陽光照射下，電池的開路電壓大于3v。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的超高開路電壓有機光伏電池的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，一種超高開路電壓有機光伏電池，包括導電基底、第一子電池、第一連接層、第二子電池、第二連接層、第三子電池、反射電極所組成，其特征在于所述的第一子電池、第二子電池、第三子電池均為有機平面異質結電池。
進一步的，各子電池包括陽極修飾層、給體層、受體層、陰極修飾層所構成。
所述的陽極修飾層為金屬氧化物薄膜陽極修飾層moo3，厚度2～20nm。
進一步的，所述的受體層為金屬酞菁化合物subpc，厚度13～30nm。
進一步的，第三子電池受體層厚度大于第二子電池受體層厚度，第二子電池受體層厚度大于第一子電池受體層厚度。
進一步的，所述的給體層材料的homo能級與其subpc受體層的homo能級差在0.1～0.2ev。
進一步的，所述的導電基底為ito玻璃基底。
進一步的，所述的第一連接層、第二連接層為ag納米顆粒或者au納米顆粒，厚度在0.5～1nm。
進一步的，所述的第一子電池、第二子電池、第三子電池層的給體層為dbp、rubrene、tapc、npb、tetracene中的一種,厚度在2～10nm。
進一步的，所述的第一子電池、第二子電池、第三子電池層的陰極修飾層材料為alq3、bcp、bphen、balq、taz或tpbi，厚度為2～10nm。
進一步的，所述的反射電極為ag、al或cu，反射陰極厚度為100～1000nm。
下面結合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例一
一種超高開路電壓有機光伏電池，包括導電基底、第一子電池、第一連接層、第二子電池、第二連接層、第三子電池、反射電極所組成。其中,
導電基底為ito透明導電玻璃基底；
第一子電池結構為moo32nm/dbp5nm/subpc13nm/bphen2nm;
第二子電池結構為moo35nm/npb2nm/subpc20nm/bcp2nm;
第三子電池結構為moo310nm/tapc10nm/subpc25nm/tpbi5nm;
第一連接層為0.5nm的ag納米顆粒；
第二連接層為0.5nm的ag納米顆粒；
反射電極為100nm的ag。
本實施例的超高開路電壓有機光伏電池的開路電壓達到了3.36v。
實施例二
一種超高開路電壓有機光伏電池，其電池結構示意圖如圖1所述，包括導電基底、第一子電池、第一連接層、第二子電池、第二連接層、第三子電池、反射電極所組成。其中，導電基底為ito透明導電玻璃基底；
第一子電池結構為moo36nm/rubrene5nm/subpc20nm/bphen2nm;
第二子電池結構為moo310nm/npb2nm/subpc22nm/bcp2nm;
第三子電池結構為moo320nm/tapc10nm/subpc25nm/tpbi5nm;
第一連接層為0.5nm的ag納米顆粒；
第二連接層為1nm的au納米顆粒；
反射電極為200nm的al。
實施例三
器件結構為glass/ito/moo36nm/rubrene5nm/subpc10nm/bphen2nm/ag0.5nm/moo310nm/npb2nm/subpc15nm/bcp2nm/ag0.6nm/moo320nm/tapc10nm/subpc25nm/tpbi5nm/au200nm。
實施例四
器件結構為glass/ito/moo36nm/rubrene5nm/subpc12nm/bphen2nm/ag0.5nm/moo310nm/npb5nm/subpc18nm/balq2nm/ag0.5nm/moo320nm/tapc10nm/subpc25nm/alq35nm/au200nm。
實施例五
器件結構為glass/ito/moo35nm/tetracene5nm/subpc10nm/bphen2nm/ag0.5nm/moo310nm/npb2nm/subpc22nm/bcp2nm/au0.8nm/moo320nm/tapc10nm/subpc30nm/tpbi5nm/au200nm。
盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。