CN103178211B

CN103178211B - MoO3/MoS2复合薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池及其制备方法

Info

Publication number: CN103178211B
Application number: CN201310107834.8A
Authority: CN
Inventors: 秦平力; 方国家; 程飞; 雷红伟; 柯维俊
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: CN103178211A

Abstract

本发明所提供的有机太阳能电池，包括透明导电衬底、阳极界面层、有机活性层和金属电极，所述的阳极界面层为MoO₃/MoS₂复合薄膜。所述阳极界面层是以磁控溅射的方法在透明导电衬底上制备MoS₂薄膜，利用紫外臭氧清洗仪将其原位部分氧化成MoO₃。相对于传统的阳极界面层，不存在对ITO的腐蚀性问题，热稳定性好。本发明有利于改善阳极与阳极界面层之间的界面，让空穴顺利通过阳极界面层及相关界面，达到提高电池效率的目的。

Description

MoO3/MoS2复合薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种MoO₃/MoS₂复合薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池及其制备方法，属于薄膜材料与器件领域。

背景技术

聚合物有机太阳能电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置，是解决能源、环境问题的非常重要手段之一，以制备简单、成本低廉、重量轻、可柔性化等优势吸引了众多研究者的关注。提高电池效率与稳定性是目前面临的首要问题，这与聚合物有机太阳能电池阳极界面层直接相关。

在聚合物有机太阳能电池的阳极界面层之中，PEDOT:PSS是最常见的。由于它是酸性的水溶液(PH流量1)，对ITO电极有腐蚀作用，影响电池的使用寿命。另外，德国Bayer公司申请许多专利对PEDOT:PSS进行保护，尤其是在单体乙撑二氧噻吩(PEDOT) 的合成这方面。因此，国内外所使用的PEDOT主要从德国Bayer公司直接购买的。与此同时，有机发光二极管的研究结果表明 PEDOT:PSS不是一种很理想的电子阻挡层(F. Yakuphanoglu, W.A. Farooq, Electrical characterization of ITO/PEDOT-PSS/MEH-PPV:PCBM organic diode, Optoelectron. Adv. Mat., 5 (2011) 186-190）。由于PEDOT:PSS存在这些局限性，必须尽快找到一种新的替代品。由于无机氧化物机械性能、电性能较好、成本较低、在可见光部分透明、有良好的热稳定性和载流子迁移能力、在纳米到微米尺寸范围内较容易控制等优点，科研工作者逐渐把研究兴趣转移到宽禁带、高功函数和迁移率的p型金属氧化物上。目前已经将NiO、MoO₃、V₂O₅和WO₃替代有机物PEDOT:PSS作为电池的阳极界面层。其中，以MoO₃作为阳极界面层的P3HT:PCBM体系电池效率高达3.55%( Zhao, DW et al, An inverted organic solar cell with an ultrathin Ca electron-transporting layer and MoO₃ hole-transporting layer, Appl. Phys. Lett. 2009, 95: 153304)。

MoO₃薄膜是一个多价态的复合体，存在的缺陷，尤其是表面缺陷会对水、氧等有很强的吸附性质，将之用于电池的阳极界面层时对电池稳定不利。由于空穴的迁移率相对于电子的迁移率要低，能否让空穴顺利通过阳极界面层及相关界面对提高电池的性能显得尤为重要，很多课题组试图从各个方面来提高空穴在无机氧化物阳极界层中迁移率。有的学者在制备阳极界面层时，以牺牲达到光敏层的光子数目为代价在其中加入一层Ag导电薄膜，将整个阳极界面层做成一个三明治结构(H. Jin, C. Tao et al Efficient, Large Area ITO-and-PEDOT-free Organic Solar Cell Sub-modules, Adv. Mater. 24 (2012) 2572-2577.)，虽然可以减小体缺陷，但是不能减小阳极与聚合物之间的势垒。而S. Shao课题组则将MoO₃和PEDOT:PSS进行混合，试图利用双方的优点达到提高电池的效率和稳定性的目的(S. Shao, J. Liu, et al, In Situ Formation of MoO₃in PEDOT:PSS Matrix: A Facile Way to Produce a Smooth and Less Hygroscopic Hole Transport Layer for Highly Stable Polymer Bulk Heterojunction Solar Cells, Adv. Energy Mater. (2012) 1-7)。由于PEDOT:PSS的存在，会带来器件性能的不稳定。D.S. Ghosh和G. Fang则利用Plasma(T.L. Chen, R. Betancur et al, Efficient polymer solar cell employing an oxidized Ni capped Al:ZnO anode without the need of additional hole-transporting layer, App. Phy. Let. 100 (2012) 013310.)和UV-ozone(F. Cheng, G. Fang et al, Enhancing the performance of P3HT:ICBA based polymer solar cells using LiF as electron collecting buffer layer and UV–ozone treated MoO₃ as hole collecting buffer layer, Sol. Energy Mate.Sol. Cells 110 (2013) 63-68)的方式对氧化物表面进行处理，除附在其表面的污染物，改善阳极界面层表面的缺陷，让无机氧化物阳极界层与光敏层进行充分接触，随着时间的推移，无法保让Plasma和UV-ozone作用效果延续下去，对电池性能的稳定不利，也不是从根本上来解决问题。

利用紫外臭氧清洗仪将MoS₂氧化成MoO₃，作为有机太阳能电池的阳极界面层的方法由K.Ueno课题组已经报道(S. Kato, R. Ishikawa, Y. Kubo, H. Shirai1, K. Ueno, Efficient organic photovoltaic cells using hole-transporting MoO₃ buffer layers converted from solution-processed MoS₂films, J. J. Appl. Phy. 50 (2011) 071604)，但他们所制备MoS₂的方法是溶胶-凝胶的方法，导致电池的性能不够好。

本发明利用磁控溅射制备MoS₂薄膜，利用紫外臭氧清洗仪将其部分氧化成MoO₃，原位制备有机太阳能电池的阳极界面层，提高了电池的效率，比K.Ueno课题组报道最佳电池效率高出近25%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种MoO₃/MoS₂复合薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池及其制备方法。本发明原位制备有机太阳能电池的阳极界面层，MoO₃/MoS₂复合薄膜作为阳极界面层，达到提高电池效率的目的。

本发明所提供的有机太阳能电池，包括透明导电衬底、阳极界面层、有机活性层和金属电极，所述的阳极界面层为MoO₃/ MoS₂复合薄膜。

所述透明导电衬底为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、AZO导电玻璃，ITAZO导电玻璃或镀有ITO的柔性透明塑料（如涤纶树脂）。

所述有机活性层为P3HT:PCBM（由聚3-已基噻吩和C60衍生物组成的混合溶液作为光敏层）。

所述金属电极为Al电极或Ag电极。

本发明利用磁控溅射的方法，在透明的导电衬底上制备MoS₂，利用紫外臭氧清洗仪的方法将其部分氧化成MoO₃，作为有机太阳能电池的阳极界面层。

本发明还提供了上述以MoO₃/MoS₂复合薄膜为阳极界面层的有机太阳能电池的制备方法，包括：

（1）清洗透明导电的衬底并烘干；

（2）用磁控溅射方法在透明导电衬底上沉积MoS₂薄膜；

（3）将MoS₂薄膜放入紫外臭氧清洗仪中，在大气的气氛和室温下，紫外臭氧处理0.5～3小时，将MoS₂薄膜部分原位氧化成MoO₃；

（4）在空气中或在惰性气体保护下，在MoO₃薄膜上甩上有机活性层；

（5）电极的制备：在有机活性层表面蒸发金属电极，在惰性气体保护下退火（120-150℃下烘烤5-10 min）。

上述用磁控溅射方法沉积MoS₂薄膜的过程为：

（1）将纯度为99.9% MoS₂靶以及衬底放入真空室；

（2）开始抽真空，直到真空度优于3×10^-3Pa；

（3）保持衬底温度为30~400摄氏度，调节氩气流量为10~12sccm；

（4）调节射频溅射功率为40~140W，溅射气压0.5～3.0 Pa, 开始溅射，溅射时间为0.1～16分钟。

本发明所制备的阳极界面层，工艺与方法简单，相对于传统的阳极界面层（如PEDOT:PSS），不存在对ITO的腐蚀性问题，热稳定性好。相对于传统制备MoO₃薄膜，用本发明制备的MoO₃/MoS₂薄膜，有利于改善阳极与阳极界面层之间的界面，相应的电池的效率高达4.00%。

附图说明

附图1为以原位生长MoO₃/MoS₂复合薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池结构示意图；1-透明玻璃或柔性衬底, 2-阳极导电膜, 3-MoS₂薄膜, 4- MoO₃薄膜, 5-P3HT: PCBM体异质结光活性层, 6-铝电极(或银电极)；

附图2为以原位生长的MoO₃薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池J-V曲线。

附图3 为MoS₂薄膜紫外臭氧前后拉曼光谱图。

具体实施方式

本发明以原位生长MoO₃/MoS₂复合薄膜阳极界面层的有机光伏电池可采用下述步骤制备：

1 靶材的制备

将纯度为99.9% MoS₂制备成厚度为5毫米圆靶材。

2 衬底处理

试验中采用的基片是导电玻璃（ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、AZO导电玻璃、ITAZO导电玻璃、镀有ITO的柔性透明塑料（涤纶树脂），为市售产品或公知技术）（参考文献：1. Guojia Fang, Dejie Li, et al., Fabrication and characterization of ZAO thin films prepared by DC magnetron sputtering with a highly conductive ceramic target， J. Crystal Growth, 2003, 247(3-4):393-400； 2. Nanhai Sun, Guojia Fang, Qiao Zheng, MingjunWang,Nishuang Liu,Wei Liu and Xingzhong Zhao, Transparent conducting ITAZO anode films grown by a composite target RF magnetron sputtering at room temperature for organic solar cells, Semiconductor Science & Technology, 24 (2009) 085025），在试验前应首先对基片进行清洗。首先将导电玻璃片切成合适的形状大小，用清洁剂将其清洗干净，然后自来水冲洗, 去离子水冲洗,接着将其放在超声波清洗器中依次用去离子水、乙醇、丙酮各超声清洗20分钟，最后用去离子水冲洗,用干燥的高纯氮气吹干并烘干即可得到表面洁净的衬底。将导电塑料切成合适的形状大小，用清洁剂清洗，然后去离子水冲洗,乙醇清洗，用干燥的高纯氮气吹干待用。

3 原位生长MoO₃/MoS₂复合薄膜沉积工艺过程

（1）将靶和洁净的玻璃衬底放入沉积室中的相应位置，调整样品架位置，使之与靶面对准，并保持适当的距离。

（2）将真空系统抽真空。首先开冷却水。开启机械泵抽低真空，当系统真空度低于10Pa以后，开分子泵抽高真空，直至系统真空度优于3×10^-3Pa。

（3）向沉积室内通入适量的高纯氩气，使氩气气压达到所需的沉积气压。

（4）采用通用的射频平面磁控溅射工艺。高纯Ar作为溅射与反应气体，整个过程氩气流量在约为10 sccm。溅射时衬度温度在30--400℃变化，溅射气压在0.5--3.0 Pa变化，溅射功率在40--140W变化，通过沉积时间控制薄膜厚度。溅射时间为0.1～16分钟。

（5）薄膜沉积完成后，关机取出样品。

（6）将取出的样品放入紫外臭氧清洗仪中，在大气的气氛和室温下，紫外臭氧处理0.5～3小时后待用。

4 太阳能电池制备

（1）有机光敏层配方：用电子天平称P3HT（Rieke Metals）20.0毫克，PCBM（Nano C）20.0毫克。混合后，将其溶解在1.0毫升的氯苯中。然后放在有温度控制的磁力搅拌器上，在30～50℃搅拌48小时。侍用。

（2）在惰性气体保护的气箱中，在制备好的MoO₃薄膜上甩一层P3HT:PCBM。

（3）电极的制备：在P3HT:PCBM表面分别蒸发金属铝。通过惰性气体保护下后退火（120-150℃下烘烤5-10min）。

5 材料及器件性能测试

为了评价以MoO₃/MoS₂复合薄膜作为阳极界面层的有机太阳能电池的光伏特性，我们利用Keithley 2400测试仪对它进行了J-V曲线的测试。

下面结合实施例对本发明进一步描述，该描述只是为了更好的说明本发明而不是对其进行限制。本发明并不限于这里所描述的特殊实例。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，都落入本发明的保护范围。

实施例一：

（1）清洗FTO（掺杂氟的SnO₂）导电玻璃片：先将导电玻璃玻片放入盛有清洁剂（如立白牌液体洗涤剂）的溶液中浸泡10分钟，然后反复擦洗后清水冲干净；接着用抛光粉进行抛光处理；然后分别放入装有去离子水、丙酮和酒精的器皿中分别超声20分钟；最后放进去离子水冲洗两遍后，用氮气枪吹干并放入烘箱中80℃烘干以消除应力。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：1×10^-4Pa，Ar流量10.0 sccm，衬底温度：400℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1 min。将取出的样品放入紫外臭氧清洗仪中，在大气的气氛和室温下，紫外臭氧处理2.0小时后待用。

（3）有机光敏层配方：用电子天平称P3HT 20.0毫克，PCBM 20.0毫克。混合后，将其溶解在1.0毫升的氯苯中。然后放在有温度控制的磁力搅拌器上，40℃搅拌48小时。

（4）在惰性气体保护的气箱中，在原位制备的透明MoO₃薄膜上甩一层约150 nm厚的P3HT:PCBM。

（5）电极的制备：在P3HT:PCBM表面分别蒸发约150 nm厚的金属铝。通过惰性气体保护下后退火（150℃烘烤5 min）。得到如图1所示结构的有机光伏电池。

（6）电池性能说明：开路电压为：0.636 V；电池的短路电流为：10.02 mA/cm²，填充因子为：63.0%，能量转换效率为：4.00 %（见附图2）。

实施例二：

（1）清洗FTO玻璃：同实施例一。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：2×10^-3Pa，Ar流量10.0sccm，衬底温度：200℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1 min。将取出的样品放入紫外臭氧清洗仪中，在大气的气氛和室温下，紫外臭氧处理3.0小时后待用。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：同实施例一。

（6）电池性能说明：开路电压为：0.612 V，电池的短路电流为：9.49 mA/cm²，填充因子为：61.3%，能量转换效率为：3.56 %（见附图2）。

实施例三：

（1）清洗FTO玻璃：同实施例一。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0 sccm，衬底温度：30℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：同实施例一。

（6）电池性能参数说明：电开路电压为：0.618 V，池的短路电流为：8.57 mA/cm²，填充因子为：48.8%，能量转换效率为：2.59 %（见附图2）。

实施例四：

（1）清洗FTO玻璃：同实施例一。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0 sccm，衬底温度：300℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间0.1和10.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。溅射时间为10.0 min MoS₂薄膜紫外臭氧处理前后的拉曼光谱图如附图3所示。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：在P3HT:PCBM表面分别蒸发约150 nm厚的金属铝。通过惰性气体保护下后退火（150℃烘烤10 min）。

（6）电池性能说明：溅射时间0.1 min：开路电压Voc为0.634 V，短路电流密度Jsc为9.36 mA/cm²，填充因子FF为51.6%，光电转换效率为3.06%；溅射时间10.0 min：开路电压Voc为0.615 V，短路电流密度Jsc为7.64 mA/cm²，填充因子FF为61.9%，光电转换效率为2.90%。

实施例五：

（1）清洗ITO玻璃：同实施例一。

（2）在ITO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0 sccm，衬底温度：300℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间16.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：在P3HT:PCBM表面分别蒸发约20nm厚的钙和150 nm厚的金属铝。通过惰性气体保护下后退火（150℃烘烤10 min）。

（6）电池性能说明：开路电压Voc为0.622 V，短路电流密度Jsc为6.15 mA/cm²，填充因子FF为57.2%，光电转换效率为2.19%。

实施例六：

（1）清洗FTO玻璃：同实施例一。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0 sccm，衬底温度：300℃，溅射气压：0.5 Pa和3.0Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：同实施例一。

（6）电池性能说明：溅射气压为0.5 Pa：开路电压Voc为0.620 V，短路电流密度Jsc为7.05 mA/cm²，填充因子FF为50.7%，光电转换效率为2.22%；溅射气压为3.0Pa：开路电压Voc为0.631 V，短路电流密度Jsc为8.88 mA/cm²，填充因子FF为55.3%，光电转换效率为3.11%。

实施例七

（1）清洗FTO玻璃：同实施例一。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0sccm，衬底温度：300℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在140 W，溅射时间1.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO3上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：同实施例一。

（6）电池性能说明：开路电压Voc为0.626 V，短路电流密度Jsc为5.28 mA/cm²，填充因子FF为52.3%，光电转换效率为1.73%。

实施例八

（1）清洗玻璃：同实施例一。

（2）制备ITAZO（铟锡铝锌复合氧化物）透明导电膜：将所要使用的In/Sn靶和基片装入磁控溅射设备中，并在In/Sn靶上放置三个AZO（ZnO掺Al）小陶瓷, 小陶瓷靶在In/Sn靶上形成等边三角形，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：1×10^-3Pa；衬底温度：27℃；O₂/(Ar+O₂):7%；溅射功率：100 W；溅射时间：8 min；溅射气压：1.0 Pa。

（3）在ITAZO衬底上制备MoO₃薄膜：将所要使用的MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0sccm，衬底温度：150℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（4）有机光敏层配方：同实施例一。

（5）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（6）电极的制备：同实施例一。

（7）电池性能说明：开路电压Voc为0.631 V，短路电流密度Jsc为9.21 mA/cm²，填充因子FF为57.0%，光电转换效率为2.76%。

实施例九

（1）清洗玻璃：同实施例一。

（2）制备AZO（掺铝氧化锌）：将所要使用的AZO靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：1×10^-3Pa；衬底温度：350℃；Ar气流量10 sccm；溅射功率：100 W；溅射时间：20 min；溅射气压：1.0 Pa。

（3）在AZO衬底上制备MoO₃薄膜：将所要使用的MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0sccm，衬底温度：300℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（4）有机光敏层配方：同实施例一。

（5）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（6）电极的制备：同实施例一。

（7）电池性能说明：开路电压Voc为0.640 V，短路电流密度Jsc为9.04 mA/cm²，填充因子FF为53.9%，光电转换效率为3.12%。

实施例十

（1）在柔性透明导电衬底（ITO/PET（涤纶树脂））上MoO₃薄膜的制备：将所要使用的MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0sccm，衬底温度：150℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1.0 min。将取出的样品放入紫外臭氧清洗仪中，在大气的气氛和室温下，紫外臭氧处理0.5小时后待用。

（2）有机光敏层配方：同实施例一。

（3）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（4）电极的制备：在P3HT:PCBM表面分别蒸发约150 nm厚的金属铝。通过惰性气体保护下后退火（150℃烘烤6 min）。

（5）电池性能说明：开路电压Voc为0.630 V，短路电流密度Jsc为8.46 mA/cm²，填充因子FF为51.0%，光电转换效率为2.72%。

实施例十一

（1）清洗FTO玻璃：同实施例一。

（2）在FTO衬底上MoO₃薄膜的制备：将所要使用的MoS₂靶和基片装入磁控溅射设备中，用射频电源进行溅射。工作条件为：本底真空：3×10^-3Pa，Ar流量10.0sccm，衬底温度：300℃，溅射气压：1.0 Pa，溅射功率在40 W，溅射时间1.0 min。紫外臭氧处理同实施例一。

（3）有机光敏层配方：同实施例一。

（4）在MoO₃上甩有机膜：同实施例一。

（5）电极的制备：在P3HT:PCBM表面分别蒸发约150 nm厚的金属银。通过惰性气体保护下后退火（150℃烘烤7 min）。

（6）电池性能说明：开路电压Voc为0.634 V，短路电流密度Jsc为8.30 mA/cm²，填充因子FF为53.6%，光电转换效率为2.82%。

Claims

1.一种有机太阳能电池，包括透明导电衬底、阳极界面层、有机活性层和金属电极，其特征在于，所述的阳极界面层为MoO₃/ MoS₂复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述透明导电衬底为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、AZO导电玻璃，ITAZO导电玻璃或镀有ITO的柔性透明塑料。

3.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述有机活性层为P3HT:PCBM。

4.根据权利要求1所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述金属电极为Al电极或Ag电极。

5.权利要求1所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）清洗透明导电的衬底并烘干；

（2）用磁控溅射方法在透明导电衬底上沉积MoS₂薄膜；

（5）电极的制备：在有机活性层表面蒸发金属电极，在惰性气体保护下退火。

6.根据权利要求5所述的有机太阳能电池的制备方法，其特征在于，用磁控溅射方法沉积MoS₂薄膜的过程为：

（1）将纯度为99.9% MoS₂靶以及衬底放入真空室；

（2）开始抽真空，直到真空度优于3×10^-3Pa；

（3）保持衬底温度为30~400摄氏度，调节氩气流量为10~12sccm；