電子收集電極（通常 稱(chēng)為陰極），其中陽(yáng)極和/或陰極為透光的（即，透明的，或者設(shè)計(jì)成透光帶柵（strip grid) 形式，或者高導(dǎo)電PED0T)。取決于空穴傳輸層和電子傳輸層相對(duì)于基材的順序，就此而言分 為"常規(guī)結(jié)構(gòu)"的有機(jī)光伏電池（空穴觸點(diǎn)為接近基材的電極）和"倒置結(jié)構(gòu)"的有機(jī)光伏 電池（空穴觸點(diǎn)為遠(yuǎn)離基材的電極）。
[0145] 上述層狀體結(jié)構(gòu)層疊在其上的基材優(yōu)選為基本上透明的（無(wú)色和透明的，有色和 透明的，或者澄清和透明的）材料，特別是在活性材料（電子給體和受體材料）的吸收光譜 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，且可通過(guò)外部光，例如陽(yáng)光?；牡膶?shí)例包括玻璃基材和聚合物基材。用于 基材的聚合物的非限制性實(shí)例包括聚醚砜（PES)、聚丙烯酸酯（PAR)、聚醚酰亞胺（PEI)、聚 萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚苯硫醚（PPS)、聚烯丙基化物、 聚酰亞胺、聚碳酸酯（PC)、三乙酸纖維素（TAC)和乙酸丙酸纖維素（CAP)。當(dāng)選擇合適的基 材時(shí)，優(yōu)選這些適于層狀體的卷至卷制備方法。此外，所述基材可裝備有其他功能性涂層。 此處優(yōu)選減反射涂層、減反射劑、UV阻擋劑以及氣體和濕氣阻隔物。所述基材可具有單層 結(jié)構(gòu)，其包含至少一種材料的混合物。在另一實(shí)施方案中，其可具有多層結(jié)構(gòu)，包括彼此層 疊的層，其中各層包含至少兩種材料。
[0146] 陽(yáng)極層和陰極層的可能材料為對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可通過(guò)用于制備太陽(yáng)能電 池中的導(dǎo)電層的所有組分，其中該選擇尤其取決于陽(yáng)極層或陰極層是否必須為透光的。陽(yáng) 極層和陰極層的材料的優(yōu)選實(shí)例包括透明和高度導(dǎo)電的材料，例如氧化銦錫（IT0)、氧化 銦鋅（IZ0)、氧化錫（Sn0 2)、氧化鋅（ZnO)、fluorotin氧化物（FT0)和氧化銻錫（AT0)。陽(yáng) 極層或陰極層材料的其他實(shí)例包括如下的超薄和薄金屬層：鎂（Mg)、鋁（A1)、鉑（Pt)、銀 (Ag)、金（Au)、銅（Cu)、鉬（Mo)、鈦（Ti)、鉭（Ta)、這些中至少兩種的組合（例如這些的合 金、鋁-鋰、鈣（Ca)、鎂-銦（Mg-In)或鎂-銀（Mg-Ag)，其可以以供沉積層的形式存在）和 含碳材料，例如石墨和碳納米管。就此而言，如果上述金屬層是透光的，則其可為超薄的，或 者也呈帶柵形式，或者作為其納米管、納米線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò)用于覆蓋。此外，包含導(dǎo)電材料的導(dǎo)電 層，例如導(dǎo)電PED0T:PSS層還可為上文所有作為陽(yáng)極層或陰極層的透明材料的那些。陽(yáng)極 層和陰極層的厚度通常為2-500nm，特別優(yōu)選為50-200nm。特別優(yōu)選超薄透明或半透明金 屬層，且具有2-20nm的厚度。
[0147] 電子傳輸層的可能材料特別為n型半導(dǎo)電金屬氧化物，例如氧化鋅、二氧化錫、鈦 二氧化物和低氧化物（Ti0 x)、氧化錫（IV)、氧化鉭（V)、氧化銫、碳酸銫、鈦酸鎖、錫酸鋅、 Perowskit型配合物氧化物，特別是鈦酸鋇，二元鐵氧化物或三元鐵氧化物，特別優(yōu)選碳酸 銫、氧化鋅或二氧化鈦。電子傳輸層的厚度通常為2-500nm，特別優(yōu)選為10-200nm。
[0148] 因此，本發(fā)明有機(jī)光伏電池的特征優(yōu)選在于使用包含導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電層作為空 穴傳輸層，且在于將可通過(guò)本發(fā)明方法獲得的層狀體或本發(fā)明的層狀體集成至有機(jī)光伏電 池中以使得所述光活性層對(duì)應(yīng)于光活性層，且包含導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電層對(duì)應(yīng)于空穴傳輸 層。在制備本發(fā)明的有機(jī)光伏電池中，在將空穴傳輸層施加至光活性層期間，優(yōu)選在將作為 空穴傳輸層的PED0T: PSS層施加至作為光活性層的P3HT: PCBM層期間，優(yōu)選使用上文對(duì)制 備層狀體所述的本發(fā)明方法。
[0149] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，根據(jù)權(quán)利要求25的本發(fā)明有機(jī)光伏電池（5)包括：
[0150] a.陽(yáng)極；
[0151] b.本文所定義的層狀體；
[0152] c.合適的話(huà)，電子傳輸層；和
[0153] d.陰極。
[0154] 根據(jù)所述有機(jī)光伏電池的第一優(yōu)選實(shí)施方案，該電池為具有"倒置結(jié)構(gòu)"的電池， 其包括：
[0155] (a 1)透明陰極，例如厚度為5_150nm且層疊在透明基材上的銀、鋁或IT0層；
[0156] (a 2)陰極（a 1)之后的電子傳輸層，例如厚度為10-200nm的氧化鈦或氧化鋅 層；
[0157] (a 3)電子傳輸層（a 3)之后的光活性層，例如厚度為50_350nm的P3HT:PCBM層；
[0158] (a 4)光活性層（a 3)之后的空穴傳輸層，優(yōu)選厚度為20_250nm的PED0T:PSS層；
[0159] ( a 5)空穴傳輸層（a 4)之后的陽(yáng)極，例如厚度為20_200nm的銀層；
[0160] 其中光活性層（a 3)對(duì)應(yīng)于所述光活性層，且空穴傳輸層（a 4)對(duì)應(yīng)于層疊在光 活性層上的導(dǎo)電層。在該有機(jī)光伏電池中，光從下方入射（即，通過(guò)透明陰極）。如果使用 PED0T:PSS層作為電極，則在（a4)中厚度可為至多l(xiāng)，000nm。
[0161] 根據(jù)所述有機(jī)光伏電池的第二優(yōu)選實(shí)施方案，該電池為具有"倒置結(jié)構(gòu)"的電池， 其包括：
[0162] (0 1)層疊在基材上的陽(yáng)極，例如厚度為5_150nm的錯(cuò)層，其可任選層疊在厚度為 5-200nm的氧化鈦或氧化鋅層（作為電子傳輸層）上；
[0163] (0 2)陽(yáng)極1)之后的光活性層，例如厚度為50-350nm的P3HT:PCBM層；
[0164] (0 3)光活性層2)之后的空穴傳輸層，優(yōu)選厚度為20-250nm的PED0T:PSS層；
[0165] (0 4)空穴傳輸層（0 3)之后的陰極，優(yōu)選呈金、鋁、銀或銅或這些中至少兩種的 帶柵形式的金屬層；
[0166] 其中光活性層2)對(duì)應(yīng)于所述光活性層，且空穴傳輸層3)對(duì)應(yīng)于層疊在光 活性層上的導(dǎo)電層。在該有機(jī)光伏電池中，光從上方入射（即，通過(guò)呈帶柵形式的陽(yáng)極）。
[0167] 對(duì)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)上述目的的貢獻(xiàn)還由一種太陽(yáng)能電池組件作出，其包括至少一 個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)本發(fā)明的光伏電池。
[0168] 對(duì)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)上述目的的貢獻(xiàn)還由一種組合物，優(yōu)選分散體作出，其包含基于 該組合物的總重量為如下的組分：
[0169] -0? 1-5重量％，特別優(yōu)選0? 4-3重量％，最優(yōu)選0? 5-0. 7重量％的PED0T:PSS;
[0170] -50重量％至〈100重量％，特別優(yōu)選68-99重量％，最優(yōu)選78-96重量％的有機(jī)溶 劑，其選自乙二醇、丙二醇、乙醇和這些中至少兩種的混合物；
[0171] -0. 1-1. 1重量％，特別優(yōu)選0. 1-0. 5重量％，最優(yōu)選0.2-0. 4重量％的表面活性 劑，特別優(yōu)選基于硅氧烷的表面活性劑，優(yōu)選"雙子型表面活性劑"；
[0172] -1-15重量％，特別優(yōu)選2. 5-12. 5重量％，最優(yōu)選5-10重量％的增粘劑添加劑，其 選自二甲苯、甲苯、THF、苯乙烯、苯甲醚、環(huán)己烷、氯苯、二氯苯或這些中至少兩種的混合物， 特別優(yōu)選二氯苯；
[0173] -0-15重量％，特別優(yōu)選0. 5-10重量％，最優(yōu)選5-10重量％的一種或多種輔助物 質(zhì)，例如一種或多種助溶劑，特別優(yōu)選異丙醇作為助溶劑。
[0174] 就此而言，優(yōu)選的表面活性劑和輔助物質(zhì)為已在上文作為就本發(fā)明制備層狀體的 方法所優(yōu)選的表面活性劑和輔助物質(zhì)提及的那些表面活性劑和輔助物質(zhì)。
[0175] 此外，本發(fā)明優(yōu)選本發(fā)明的組合物具有至少一種，但優(yōu)選全部如下性質(zhì)：
[0176]A)所述組合物包含基于該組合物總重量為小于6重量％，特別優(yōu)選小于4重量％， 最優(yōu)先小于2重量％的水；
[0177] B)所述組合物中的PED0T:PSS重量比為1:0. 5-1:25,特別優(yōu)選1:2-1:20,最優(yōu)選 1:2-1:6 ；
[0178]C)由所述組合物形成的導(dǎo)電膜的特征在于小于10, 000 Q?cm，特別優(yōu)選小于 10 Q ? cm，最優(yōu)選小于1Q ? cm的比電阻。
[0179]本發(fā)明特別有利的組合物的特征在于如下性質(zhì)或如下性質(zhì)的組合:A)、B)、C)、A) B)、A) C)、B) C)和A) B) C)，其中最優(yōu)選性質(zhì)A) B) C)的組合。
[0180] 使用包含PED0T:PSS的理想不含水的分散體可完全省略制備方法中的水，這在電 子領(lǐng)域應(yīng)用中是非常重要的。因此，也可使得分散體的處理在惰性保護(hù)氣氛下，例如手套箱 中進(jìn)行，其中不惜以任何代價(jià)避免水分的影響。這使得所述分散體就制備方法而言與所有 在排除水分下實(shí)施的方法兼容。因此，對(duì)0PV電池而言，完全避免了與敏感活性層的接觸， 這可對(duì)長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有正面作用。
[0181] 對(duì)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)上述目的的貢獻(xiàn)還由本發(fā)明的組合物（或者就本發(fā)明方法所述 的組合物）在P3HT: PCBM層上制備導(dǎo)電層或者改善P3HT: PCBM層上的導(dǎo)電層粘合性的用途 作出。就導(dǎo)電層的優(yōu)選實(shí)施方案而言，參考上文描述。
[0182] 現(xiàn)在借助附圖、測(cè)試方法和非限制實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
[0183] 圖1顯示了通過(guò)本發(fā)明層狀體1或通過(guò)可通過(guò)本發(fā)明方法獲得的層狀體1的層順 序的示意圖。層狀體1包括光活性層3,其優(yōu)選為包含P3HT: PCBM作為疏水性化合物的層。 在光活性層3上施加包含導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電層2,其優(yōu)選為PED0T: PSS層。在光活性層3和 導(dǎo)電層2之間設(shè)置有中間層4,其包含來(lái)自導(dǎo)電層2的導(dǎo)電聚合物和來(lái)自光活性層3的所述 至少一種疏水性化合物的混合物。
[0184]圖2顯示了通過(guò)包括本發(fā)明層狀體1或可通過(guò)本發(fā)明方法獲得的層狀體1的第 一特別優(yōu)選有機(jī)光伏電池的層順序的示意圖。該電池包括基材9 (優(yōu)選為玻璃），其上施加 有約100nm厚的例如鋁或銀柵或IT0的透明陰極層8。陰極層8之后為電子傳輸層7,例 如厚度為5-200nm的氧化鈦或氧化鋅層。其上為光活性層3'，優(yōu)選為厚度約80-250nm的 P3HT:PCBM層。然后在該光活性層上通過(guò)本發(fā)明的方法施加空穴傳輸層2'，由此形成包含 層2'和3'組分的混合物的中間層4'。最后，在空穴傳輸層2'之后為陽(yáng)極層6,其可例如 為銀層。在有機(jī)光伏電池的該實(shí)施方案中，光從下方透過(guò)基材層9入射，如圖2所示。
[0185] 圖3a顯示了通過(guò)包括本發(fā)明層狀體1或可通過(guò)本發(fā)明方法獲得的層狀體1的第 二特別優(yōu)選有機(jī)光伏電池的層順序的示意圖。該電池同樣包括基材9 (優(yōu)選為玻璃），其上 施加有約l〇〇nm厚的例如鋁的透明陰極層8。陰極層8之后可為厚度10-50nm的層7。其 上為光活性層3'，優(yōu)選為厚度約80-250nm的P3HT:PCBM層。然后在該光活性層上通過(guò)本發(fā) 明的方法施加空穴傳輸層2'，由此形成包含層2'和3'組分的混合物的中間層4'。最后， 在空穴傳輸層2'之后為陽(yáng)極層6,其可呈金屬，例如金或銅的帶柵形式。在有機(jī)光伏電池的 該實(shí)施方案中，光從上方透過(guò)PED0T: PSS層入射，如圖3所示。
[0186] 除圖3a的實(shí)施方案之外，圖3b顯示了構(gòu)造為透光的電極收集層8和基材9。因 此，所述光伏電池可從兩側(cè)將入射到這些上的入射光轉(zhuǎn)化成電能。
[0187] 圖4顯示了實(shí)施"橫切帶"測(cè)試的方式，從而測(cè)定包含導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電層（2)， 優(yōu)選PED0T:PSS層與光活性層，優(yōu)選與P3HT:PCBM層的粘合強(qiáng)度。就此而言，將粘合帶 ("帶"）10粘附在導(dǎo)電層2'上，然后沿圖4所示的直箭頭方向剝離。
[0188] 圖5顯示了如何分析評(píng)價(jià)圖4所示的"橫切帶"測(cè)試的結(jié)果。
[0189] 測(cè)試方法
[0190] 為了評(píng)價(jià)本發(fā)明方法中所用組合物的層與光活性層的粘合，實(shí)施如下程序：
[0191]基材清潔
[0192] 在使用前，通過(guò)如下方法清潔IT0預(yù)涂覆的玻璃基材（5cmX5cm) :1.用丙酮、異丙 醇和水充分沖洗，2.在70°C的0. 3%濃度Mucasol溶液浴中超聲處理15分鐘，3.用水充分 沖洗，4.通過(guò)在離心機(jī)中旋走而干燥，5.在緊臨使用前UV/臭氧處理（PR-100, UVP Inc.， Cambridge，GB) 15 分鐘。
[0193]ZnO 層
[0194] 首先，分別在兩個(gè)玻璃燒杯中制備乙酸鋅（164mg/ml)于2-甲氧基乙醇中的0. 75M 溶液和單乙醇胺（45. 8mg/ml)于2-甲氧基乙醇中的0. 75M溶液，并在室溫下攪拌1小時(shí)。 隨后，將所述兩種溶液在攪拌的同時(shí)以1:1的體積比混合，并攪拌所述混合物，直至形成均 勾且澄清的Zn前體溶液。在使用前，還將這經(jīng)針筒過(guò)濾器（0. 45ym，Sartorius Stedim Minisart)過(guò)濾。然后將這通過(guò)在2, OOOrpm下旋涂30秒而施加至經(jīng)清潔的IT0基材上，然 后在熱板上在130°C下于空氣中干燥15分鐘。
[0195]活件層
[0196] 通過(guò)旋涂將光活性層（例如光活性P3HT:PCBM層）施加至上文所述的ZnO涂覆的 IT0基材上并干燥，從而形成均勻光滑的膜。在P3HT:PCBM的情況下，首先在螺旋蓋藥瓶中 制備比例為1:1(總量3重量％ )的1. 5重量％ P3HT(BASF，S印iolid P200)和1. 5重量％ ?〇^(3〇1611116,99.5%純度）于1，2-二氯苯中的溶液，并在60<€下在氮?dú)鈿夥障聰嚢柚辽?4小時(shí)，或者直至所有物質(zhì)溶解。隨后，將所述溶液在攪拌的同時(shí)冷卻至室溫，并用針筒過(guò)濾 器（0.45 ym，Sartorius Minisart SRP 25)過(guò)濾。整個(gè)活性層的施加工藝在氮?dú)鈿夥障略?手套箱中進(jìn)行?，F(xiàn)在將所述P3HT: PCBM溶液滴淌至IT0/Zn0基材上，通過(guò)