散體（對(duì)比儲(chǔ)備分散體）。對(duì)比儲(chǔ)備分散體基于 PED0T Clevios? PH510。
[0247] 對(duì)對(duì)比儲(chǔ)備分散體的批料而言，首先將10. 0g PED0T Clevios? PH510引入玻璃燒 杯中，并添加8. 0g水，同時(shí)攪拌。然后用磁力攪拌器將所述混合物在200rpm下攪拌，直至 存在分散體的均一且充分混合的混合物。所述對(duì)比儲(chǔ)備分散體具有1. 〇重量％的固含量。
[0248] 對(duì)比實(shí)施例a):
[0249] 批料中所述的重量百分比是針對(duì)5. 00g對(duì)比實(shí)施例a)組合物的總批料大小的，其 對(duì)應(yīng)于100重量％。
[0250] 5.00g[100重量％ ]上述對(duì)比儲(chǔ)備分散體
[0251 ] 所述不具有表面活性劑的水性PED0T: PSS分散體直接且以未變化的形式使用。對(duì) 比實(shí)施例la)的電導(dǎo)率為0. 1-lS/cm。在使用前，將分散體在室溫下經(jīng)親水0.45 ym針筒過 濾器（Sartorius Stedim Minisart)過濾。
[0252] 對(duì)比實(shí)施例b):
[0253] 批料中所述的重量百分比是針對(duì)5. 00g對(duì)比實(shí)施例b)組合物的總批料大小的，其 對(duì)應(yīng)于100重量％。
[0254] 4. 97g[99. 4重量％ ]上述對(duì)比儲(chǔ)備分散體
[0255] 0? 03g[0. 6重量％ ] 表面活性劑溶液（包含0? 015g[0. 3重量％ ]表面活性劑 TEG0? TWIN 4000作為硅氧烷（Evonik)和0? 015g[0. 3重量％ ]異丙醇作為第一助溶劑）
[0256] 提供所述對(duì)比儲(chǔ)備分散體。然后在持續(xù)攪拌下添加表面活性劑溶液。然后攪拌所 述混合物，直至存在所述分散體與組分的均勻且充分混合的混合物作為涂料組合物。對(duì)比 實(shí)施例la)的電導(dǎo)率為0. 1-lS/cm。在使用前，將分散體在室溫下經(jīng)親水0.45 ym針筒過濾 器（Sartorius Stedim Minisart)過濾。
[0257] 表2 (第1和2部分）：具有表面活性劑含量、增粘劑添加劑和助溶劑的本發(fā)明和 對(duì)比實(shí)施例的所有涂料組合物列表。
[0258] 部分 1
[0259]
[0261] 1}DCB=二氯苯
[0262] 部分 2
[0263]
[0264] 2)IPA=異丙醇
[0265] 在表面溶解性質(zhì)研究中，對(duì)具有5重量％增粘劑添加劑的本發(fā)明涂料組合物la發(fā) 現(xiàn)在3分鐘后（參見表3)在P3HT:PCBM層中PCBM(400nm)的稍稍選擇性表面溶解。將>1% 的吸光率降低評(píng)價(jià)為表面溶解過程。為了示意表面溶解的效果，選擇10分鐘的另一更長(zhǎng)作 用時(shí)間和具有15重量％的提高增粘劑添加劑濃度的涂料組合物lb。在這種情況下，即使肉 眼也發(fā)現(xiàn)顏色和強(qiáng)度發(fā)生明顯變化，因此顯然這超過了 1%的吸光率降低。在所有情況下， PCBM的溶出程度都比P3HT要高得多，在這種情況下，該選擇性過程對(duì)用于倒置0PV電池中 的應(yīng)用可能是有利的。另一方面，不含增粘劑添加劑的涂料組合物II和III以及水性對(duì)比 實(shí)施例a)和b)未顯不出表面溶解性質(zhì)。
[0266] 表3 :PCBM在3和10分鐘作用時(shí)間后的表面溶解性質(zhì)的對(duì)比一在400nm特征波長(zhǎng) 下吸光率的降低
[0267]
[0268]
[0271] ++=無缺陷、均勻的層；+=均勻的層，層中具有〈30面積％的空穴缺陷；0 =均勻 的層，層中具有大于30面積％至60面積％的空穴缺陷；_=層中具有大于60面積％的空 穴缺陷；一=未形成層，成珠。
[0272] 表4顯示了本發(fā)明的涂料組合物Ia、II和III，其具有比對(duì)比實(shí)施例a)可檢測(cè)地 好的成層性能，其中具有增粘劑添加劑和助溶劑的有機(jī)類型la獲得了最好的層。此外，還 清楚看出在活性層上的〈45°的較小接觸角，對(duì)涂料la和II而言〈30°。涂料組合物III 的接觸角可檢測(cè)地小于對(duì)比實(shí)施例a)和b)。這強(qiáng)調(diào)了本發(fā)明的有機(jī)涂料組合物III與水 性對(duì)比實(shí)施例a)和b)相比的更好涂覆性質(zhì)。
[0273] 在使用粘合帶（3M Post-it)的"橫切帶"測(cè)試的粘合性測(cè)試（參見表4)中，發(fā)現(xiàn) 具有增粘劑添加劑的涂料組合物la根本沒有發(fā)生剝離，其因此為類別5B/0%。另一方面， 在不含增粘劑添加劑的涂料組合物II和III以及對(duì)比實(shí)施例b)情況下，層的35-65%正方 形或區(qū)域與P3HT:PCBM剝離，因此這些為類別1B/35-65%。所述測(cè)試僅可針對(duì)形成均勻的 封閉層的組合物。
[0274] 因此，可清楚地看出，通過將作為增粘劑添加劑的非極性溶劑二氯苯添加至本發(fā) 明涂料組合物la的非水性PED0T: PSS分散體中，可獲得PED0T: PSS層與P3HT: PCBM層的粘 合性的改進(jìn)。本發(fā)明涂料組合物II和III相對(duì)于對(duì)比實(shí)施例a)和b)的優(yōu)越性也可由此 清楚地看出。
[0275] 表5 :電池的0PV特性數(shù)據(jù)，在電池la中具有含增粘劑添加劑的本發(fā)明涂料組合 物Ia，在電池III中具有不含表面活性劑和增粘劑添加劑的本發(fā)明涂料組合物III，在電池 b)中具有含水對(duì)比實(shí)施例b)
[0276]
[0277] 0PV電池可由本發(fā)明的涂料組合物la和III制備。非本發(fā)明的涂料組合物a)和 b)不適于制備0PV電池。即使使用非本發(fā)明的涂料組合物b)作為具有表面活性劑的水性 體系，也不能制備0PV電池。另一方面，使用包含有機(jī)溶劑而不含表面活性劑的本發(fā)明涂料 組合物III可成功地實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)。
[0278] 附圖標(biāo)記列表：
[0279] 1 層狀體
[0280] 2, 2' 包含導(dǎo)電聚合物（例如PED0T:PSS)的導(dǎo)電層
[0281] 3, 3' 光活性層（例如 P3HT: PCBM)
[0282] 4,4' 中間層
[0283] 5 有機(jī)光伏電池
[0284] 6 空穴觸點(diǎn)或空穴收集電極（例如銀層）
[0285] 7 電子傳輸層（例如氧化鋅或氧化鈦）
[0286] 8 電子觸點(diǎn)或電子收集電極（消費(fèi)者與源極）（例如ITO, TC0=透明導(dǎo) 電氧化物）
[0287] 9 基材
[0288] 10 粘合帶
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制備層狀體（1)的方法，其至少包括如下工藝步驟： I) 提供光活性層（3); II) 用至少包含如下的涂料組合物層疊光活性層（3): a) 導(dǎo)電聚合物， b) 有機(jī)溶劑， III) 從在工藝步驟II)中層疊的組合物中至少部分移除有機(jī)溶劑b)，從而獲得層疊在 光活性層（3)上的導(dǎo)電層（2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述涂料組合物包含表面活性劑c)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述涂料組合物包含作為增粘劑添加劑的d)另一 不同于組分b)和組分c)且與組分b)混溶的有機(jī)溶劑，其中光活性層（3)可溶于該增粘劑 添加劑中。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中光活性層（3)為非極性層。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中光活性層（3)包含聚-3-己基噻吩和苯 基-C61-丁酸甲酯的混合物（P3HT:PCBM)作為疏水性化合物。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中工藝步驟II)所用組合物中的導(dǎo)電聚合物 a)為陽離子聚噻吩，其以陽離子聚噻吩與作為抗衡離子的聚陰離子的離子配合物形式存 在。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中導(dǎo)電聚合物a)以聚（3, 4-乙撐二氧噻吩） 和聚苯乙烯磺酸的離子配合物（PEDOT:PSS)形式存在。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中有機(jī)溶劑b)選自如下組：甲醇、乙醇、1-丙 醇、2-丙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、甘油以及這些有 機(jī)溶劑中兩種或更多種的混合物。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中表面活性劑c)為非離子表面活性劑。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中增粘劑添加劑b)為其中一個(gè)或多個(gè)氫原 子可任選被鹵原子代替的芳族化合物。11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中增粘劑添加劑b)選自如下組：丙酮、二甲 苯、苯乙烯、苯甲醚、甲苯、硝基苯、苯、環(huán)己烷、四氫呋喃、氯萘和氯苯、其衍生物以及這些中 至少兩種的混合物。12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中工藝步驟II)中所用的組合物可通過包 括如下工藝步驟的方法獲得： lla) 提供包含導(dǎo)電聚合物a)和有機(jī)溶劑b)的組合物A ; llb) 提供包含表面活性劑c)和第一助溶劑的組合物B ; llc) 提供包含增粘劑添加劑b)和第二助溶劑的組合物C ; lld) 將組合物A、B和C以任意所需的順序混合。13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中工藝步驟II)中所用的組合物包含在每 種情況下基于該組合物總重量的： -0.4-1重量％導(dǎo)電聚合物a); -78-96重量％有機(jī)溶劑b); -0. 1-1. 1重量％表面活性劑c); -1-15重量％增粘劑添加劑b);和 -0-15重量％ -種或多種輔助物質(zhì)。14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中工藝步驟II)中所用的組合物包含小于6 重量％的水，基于該組合物的總重量。15. -種可通過根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法獲得的層狀體（1)。16. 根據(jù)權(quán)利要求15的層狀體（1)，其包括： i) 包含至少一種疏水性化合物的光活性層（3); ii) 包含導(dǎo)電聚合物且層疊在光活性層⑶上的導(dǎo)電層（2);和 iii) 位于光活性層（3)和導(dǎo)電層⑵之間且包含來自導(dǎo)電層⑵的導(dǎo)電聚合物和來自 光活性層（3)的所述至少一種疏水性化合物的混合物的中間層（4)。17. 根據(jù)權(quán)利要求16的層狀體（1)，其中光活性層（3)包含比中間層（4)更少的來自 導(dǎo)電層⑵的導(dǎo)電聚合物，且導(dǎo)電層⑵包含比中間層⑷更少的來自光活性層⑶的所 述至少一種疏水性化合物。18. -種層狀體（1)，其包括： i) 包含至少一種疏水性化合物的光活性層（3); ii) 包含導(dǎo)電聚合物且層疊在光活性層⑶上的導(dǎo)電層（2);和 iii) 位于光活性層（3)和導(dǎo)電層⑵之間且包含來自導(dǎo)電層⑵的導(dǎo)電聚合物和來自 光活性層（3)的所述至少一種疏水性化合物的混合物的中間層（4)。19. 根據(jù)權(quán)利要求18的層狀體（1)，其中光活性層（3)包含比中間層（4)更少的來自 導(dǎo)電層⑵的導(dǎo)電聚合物，且導(dǎo)電層⑵包含比中間層⑷更少的來自光活性層⑶的所 述至少一種疏水性化合物。20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19的層狀體（1)，其中光活性層（3)為非極性層。21. 根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項(xiàng)的層狀體（1)，其中光活性層（3)包含聚-3-己基噻 吩和苯基-C61-丁酸甲酯的混合物（P3HT:PCBM)作為疏水性化合物。22. 根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)的層狀體（1)，其中工藝步驟II)所用組合物中的導(dǎo) 電聚合物a)為陽離子聚噻吩，其以陽離子聚噻吩與作為抗衡離子的聚陰離子的離子配合 物形式存在。23. 根據(jù)權(quán)利要求18-22中任一項(xiàng)的層狀體（1)，其中導(dǎo)電聚合物以聚（3, 4-乙撐二氧 噻吩）和聚苯乙烯磺酸的離子配合物（PHX)T = PSS)形式存在。24. 根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項(xiàng)的層狀體（1)，其中在本文所述的"橫切帶測(cè)試"中 移除的導(dǎo)電層面積小于5%。25. -種有機(jī)光伏電池（5)，其包括根據(jù)權(quán)利要求15-24中任一項(xiàng)的層狀體（1)。26. 根據(jù)權(quán)利要求25的有機(jī)光伏電池（5)，其包括： a. 陽極（6); b. 如權(quán)利要求15-24中任一項(xiàng)所定義的層狀體； c. 合適的話，電子傳輸層（7);和 d. 陰極⑶。27. 太陽能電池組件，其包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求25或26的有機(jī)光伏電池（6)。28. -種組合物，其包含基于該組合物的總重量的： -0? 4-0. 7 重量 ％ 的 PEDOT: PSS ; -78-96重量％的有機(jī)溶劑b)，其選自乙二醇、丙二醇、乙醇以及這些中至少兩種的混 合物； -0. 1-1. 1重量％的表面活性劑； -1-15重量％的增粘劑添加劑，其選自二甲苯、甲苯、苯乙烯、苯甲醚、環(huán)己烷、四氫呋 喃、氯苯、二氯苯或這些中至少兩種的混合物； -0-15重量％的一種或多種輔助物質(zhì)。29. 根據(jù)權(quán)利要求28的組合物，其中所述組合物具有至少一種如下性質(zhì)： A) 所述組合物包含基于該組合物總重量為小于6重量％的水； B) 所述組合物中的PED0T:PSS重量比為1:2-1:6 ; C) 由所述組合物形成的導(dǎo)電膜的特征在于小于10, 000Q ? cm的比電阻。30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29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)電層粘合性中的用途。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備層狀體的方法，其至少包括如下工藝步驟：I)提供光活性層；II)用至少包含如下的涂料組合物層疊光活性層：a)導(dǎo)電聚合物，b)有機(jī)溶劑；III)從用于在工藝步驟II)中覆蓋的組合物中至少部分移除有機(jī)溶劑b)，從而獲得層疊在光活性層上的導(dǎo)電層；且進(jìn)一步涉及可通過該方法獲得的層狀體、層狀體、有機(jī)光伏電池、太陽能電池組件、組合物以及組合物的用途。
【IPC分類】H01L51/50, H01L51/00, H01L51/42
【公開號(hào)】CN105074947
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480018224
【發(fā)明人】S·舒曼, A·埃爾施納, D·蓋瑟, W·勒韋尼希, D·福格特
【申請(qǐng)人】賀利氏德國(guó)有限兩合公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2014年3月27日
【公告號(hào)】WO2014154360A2, WO2014154360A3