CN113013339B

CN113013339B - 基于离子液体制备透明柔性电极的方法及柔性太阳能电池

Info

Publication number: CN113013339B
Application number: CN202110192321.6A
Authority: CN
Inventors: 李耀文; 陈潇斌; 刘硕; 陈扬
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou Shangrou New Energy Co ltd
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2041-02-19
Also published as: CN113013339A

Abstract

本发明公开了基于离子液体制备透明柔性电极的方法及柔性太阳能电池，是一种能够在低温下完成、制备简易、成本较低以及效率较高的柔性有机太阳能电池，其中，透明柔性电极通过离子液体溶液处理，能够得到电学性能更好、机械性能更好的透明柔性电极，面电阻低至12Ω/sq，且具有极好的机械性能，尤其是与活性层等结合制备得到性能优异的柔性太阳能电池，取得了意想不到的技术效果。

Description

基于离子液体制备透明柔性电极的方法及柔性太阳能电池

技术领域

本发明涉及一种透明柔性电极，具体涉及一种柔性有机太阳能电池中的新型透明柔性电极及其制备方法，尤其涉及掺杂离子液体溶液的银纳米线制备新型透明柔性电极的方法及制备的柔性有机太阳能电池。

背景技术

基于有机材料的柔性光电器件，是未来柔性电子器件发展的一大趋势，具有巨大的应用前景。但是想要获得高性能的透明柔性电极是实现高效柔性有机光电器件的前提，也是目前该领域的核心难题，关于如何获得同时具有高导电、高透光以及制备方法简单、绿色的透明柔性电极，依然是巨大的挑战。由于缺乏高性能的透明柔性电极，目前柔性有机光电器件的性能仍大幅度落后于相应的刚性器件，透明柔性电极通常采用干法(如蒸镀)或溶液处理工艺制备。相比于干法制备，溶液处理方法制备具有成本低、可大规模印刷制备等优点，发展潜力巨大。透明柔性电极的电学性能及机械性能对于太阳能电池的光电转换效率起着至关重要的作用，目前主要通过直接旋涂银纳米线溶液制备透明柔性电极，但制备的透明电极具有较大的接触电阻，电学、机械性能较差；而现有使用的提升透明柔性电极电学性能和附着力的方法一般都需要较高的工艺和/或较大的能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型透明柔性电极制备方法，优选掺杂离子液体溶液的银纳米线制备新型透明柔性电极有效提高电极电学性能及机械性能，所制备的柔性有机太阳能电池的光电转化效率提高，整个电极制备过程不需要高温煅烧，重复性高，操作方便。

本发明采用如下技术方案：

基于离子液体制备透明柔性电极的方法，包括以下步骤，在柔性透明基底上旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液，再旋涂导电层溶液，热退火处理，得到透明柔性电极。

一种柔性太阳能电池，包括透明柔性电极、活性层、空穴传输层、顶电极；或者包括透明柔性电极、活性层、电子传输层、顶电极；在柔性透明基底上旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液，再旋涂导电层溶液，热退火处理，得到透明柔性电极。

本发明公开了上述透明柔性电极在制备柔性器件，比如柔性太阳能电池、柔性传感器中的应用，比如在制备上述柔性太阳能电池中的应用时，本发明透明柔性电极为柔性太阳能电池电极，与顶电极配合使用。

本发明采用新的透明柔性电极，具有较低的面电阻（12 Ω/sq）与高透光率（84%），且具有极好的机械性能，制备成完整柔性有机太阳能电池器件以后表现出极高的光电转化效率，可以达到刚性器件的性能水平；活性层、空穴传输层或者电子传输层、顶电极的制备为现有技术。

本发明中，导电层溶液为离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液、金属纳米线溶液或者金属氧化物溶液中的一种或几种。制备的导电层为掺杂离子液体溶液的金属纳米线、未掺杂离子液体溶液的金属纳米线或者金属氧化物中的一种或者几种。金属氧化物优选掺杂金属氧化物，比如铝掺杂金属氧化物。

本发明中，柔性透明基底由透明塑料以及位于所述透明塑料内的金属纳米线比如银纳米线组成；离子液体溶液包括离子液体、水溶性金属盐、弱酸以及溶剂，溶剂为水和/或醇类溶剂；优选的，离子液体溶液由咪唑型离子液体、水溶性银盐、弱酸以及水组成，进一步优选的，咪唑型离子液体的体积浓度为0.1～0.15‰，弱酸的体积浓度为0.4～0.6‰，水溶性银盐的浓度为0.015～0.02mg/mL；比如水溶性银盐为硝酸银，弱酸为乙酸，离子液体如下：

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本发明中，离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液中，金属纳米线的浓度0.15～0.5 wt%，优选0.22～0.3 wt%；溶剂为水。

本发明中，离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液中，离子液体溶液体积百分数为0～50%且不包括0，优选25～35%；旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液时，转速为1000～3000 rpm，时间为10～100秒，优选，转速为1500～2500 rpm，时间为40～60秒。

本发明中，透明塑料包括PET、PEN等可用于柔性太阳能电池的基底材料；金属纳米线为银纳米线、金纳米线等，优选的，银纳米线的长径比为600～700﹕1。

本发明将掺杂离子液体溶液的金属纳米线溶液（即离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液）旋涂柔性透明基底上，比如为掺杂离子液体溶液的银纳米线溶液，用于制备柔性有机太阳能电池的电极，具有良好的电学性能；用于制备柔性透明太阳能电池具有优异的性能。

本发明在柔性透明基底上旋涂掺杂离子液体溶液的金属纳米线溶液，再旋涂金属氧化物溶液，热退火后在柔性透明基底上制备导电层，得到透明柔性电极；优选的，在柔性透明基底上旋涂掺杂离子液体溶液的金属纳米线溶液，再旋涂金属氧化物溶液，热退火后再旋涂金属氧化物溶液，再次热退火，在柔性透明基底上制备导电层，得到透明柔性电极；透明柔性电极的厚度为80～150 nm，本发明所述透明柔性电极的厚度为不包括柔性透明基底的厚度，为离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液形成的薄膜、导电层溶液形成的薄膜的总厚度。金属氧化物溶液中，金属氧化物的浓度为5～20 mg/mL，优选5～10 mg/mL；热退火的温度为100～150℃，时间为10～30 min，优选120^oC加热15 min；旋涂金属氧化物溶液时，转速为1000～3000 rpm，时间为10～100秒，优选旋涂金属氧化物溶液时，转速为1500～2500 rpm，时间为40～60秒。

现有技术为了获得接触良好的银纳米线的薄膜，一般采用较高温度退火（>150^oC）得到接触电阻较小的银纳米线薄膜，因此会对PET塑料基底造成一定损害；且此方法不利于工业生产，仅适用实验室小尺寸实验研究。本发明采用掺杂离子液体溶液的金属纳米线制备导电层，优选用掺杂离子液体溶液体积比为30% 的银纳米线溶液，经过低速旋涂（2000 rpm），与金属氧化物结合后，经过120 ^oC退火，在取得高质量薄膜（表面银纳米线分布均匀、稳定性好、重复性好，薄膜平整）的同时，面电阻低至12.0 Ω/sq，且具有极好的机械性能，尤其是与活性层等结合制备得到性能优异的柔性太阳能电池，取得了意想不到的技术效果。

本发明在柔性透明基底上旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液，再旋涂导电层溶液，热退火处理，得到透明柔性电极；在透明柔性电极的导电层上旋涂活性层材料，制备活性层；在活性层上蒸镀或者旋涂空穴传输层材料，制备空穴传输层，在空穴传输层上蒸镀或者转移制备电极，得到柔性太阳能电池；或者在活性层上旋涂电子传输层材料，制备电子传输层，在电子传输层上蒸镀或者转移制备电极，得到柔性太阳能电池。活性层、空穴传输层、电子传输层、顶电极为现有材料；比如，活性层材料为PBDB-T-2F、Y6、BTP-eC9的一种或几种；空穴传输层材料选自聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、氧化镍、氧化铜、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、硫氰酸亚铜、氧化钼中的一种，采用蒸镀或者旋涂的方法在活性层上制备空穴传输层，旋涂的速度为1000～6000 rpm，时间为20～60 s，空穴传输层厚度为10～100nm；电子传输层包括ZnO、TiO₂、SnO₂、PFN、PFN-Br、PDINO中的一种或几种，采用旋涂后退火的方法在活性层上制备电子传输层，旋涂的速度为2000～5000 rpm，时间为30～60 s，退火的温度为100～150^oC，时间为10～60 min，电子传输层厚度为10～100 nm；电极为Au电极、Ag电极、Al电极、Cu电极、PH1000聚合物电极、金属氧化物电极中的一种或几种，采用蒸镀或者转移的方法在空穴（或者电子）传输层上制备电极；电极的厚度为100～200 nm。

本发明中，所述透明柔性电极为复合电极，结构比如为Em-Ag/AgNWs-IL/AZO-SG，各层结构都是涂后的常规结构，没有进行特殊的结构制备，比如没有采用现有技术涉及的形成特殊结构的纳米压印技术。本发明首次采用掺杂离子液体溶液的金属纳米线透明柔性电极，制备的透明柔性电极表面银纳米线分布均匀、稳定性好、重复性好，薄膜平整；尤其是本发明制备的透明柔性电极具有较低的面电阻（12.0 Ω/sq），且具有极好的机械性能，制备成完整器件以后表现出极高的光电转化效率。本发明利用掺杂离子液体溶液的金属纳米线制备的透明柔性电极在电学性能、机械性能方面有了很大的改观，制备的电池器件的效率以及机械性能也得到了进一步的提高。

本发明的透明柔性电极具备电学性能优异、机械性能好、成本低、方便制备的优点，同时由于该透明柔性电极具有较好的光透过、机械性能好等特点使其成为一种极具竞争力的透明柔性电极，在柔性电池和电子产品领域应用前景广泛。

本发明公开的运用掺杂离子液体溶液的金属纳米线制备的透明柔性电极相较于未掺杂离子液体溶液的金属纳米线制备的透明柔性电极，在电学性质和机械性能方面有了质的提高，掺杂离子液体溶液的金属纳米线制备的透明柔性电极面电阻可降低至12.0 Ω/sq，且解决了银纳米线接触差，机械性能差的问题；高质量的透明柔性电极使得整个柔性有机太阳能电池在保证高光电转化效率的同时，提升电池的耐弯曲性能，在极限弯曲条件下仍能保持较高效率。

本发明的有益效果

1.本发明选择掺杂离子液体溶液的金属纳米线透明柔性电极，得到的电极表面银纳米线分布均匀、稳定性好、重复性好，薄膜平整，制备的柔性有机太阳能电池光电转化效率高；并且高质量的透明柔性电极在柔性电子产品领域也有很好的应用前景；

2．本发明利用掺杂离子液体溶液的金属纳米线，代替了现有未掺杂离子液体溶液的金属纳米线，有效提高所制备的透明柔性电极的电学性能和机械性能；

3. 本发明制备的柔性有机太阳能电池有目前单结有机柔性太阳能电池最高的光电转化效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为实施例一掺杂离子液体溶液的银纳米线的扫描电子显微镜图（SEM）；

图2为实施例一未掺杂离子液体溶液的银纳米线的扫描电子显微镜图（SEM）；

图3为实施例一掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极的面电阻图，多样测试取平均；

图4为实施例一掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极弯曲测试后的面电阻变化图（在4 mm的弯曲半径下弯曲）；

图5为实施例一掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极照片；

图6为实施例二柔性有及太阳能电池结构图；

图7为实施例二用掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池的J-V曲线图；

图8为实施例二用掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池的弯曲测试图（在4 mm的弯曲半径下弯曲）；

图9为实施例三用用掺杂离子液体溶液的银纳米线与银纳米线上旋涂离子液体溶液制备的柔性有机太阳能电池的J-V曲线图。

具体实施方式

本发明的透明柔性电极采用复合电极结构，将掺杂离子液体的银纳米线与金属氧化物结合，解决了银纳米线覆盖率低的问题，避免银纳米线之间接触电阻过高造成器件效率低。本发明所有原料都为市购，符合柔性太阳能电池的应用要求，比如银纳米线，为市购产品，比如顾氏纳米科技有限公司，以水溶液形式存在；本发明实施例涉及的制备方法以及测试方法为柔性太阳能电池的常规测试方法。柔性透明基底参见CN2020100853546实施例一步骤（1），为嵌有银纳米线的PET塑料基底，是本课题组之前申请的一篇中国专利。在该基底的基础上，重新做了旋涂实验，得到本发明的透明柔性电极以及各对比电极。

铝掺杂氧化锌（AZO）根据文献（High-Performance Polymer Solar Cells withPCE of 10.42% via Al-Doped ZnO Cathode Interlayer)中的实验步骤合成；离子液体[2,3-dhpmim][Cl]为黄色油状液体。

用扫描电子显微镜（Hitachi SU8010）测试所制备的电极的表面形貌（SEM）；用四探针电阻测量系统对制备的电极面电阻进行测试；用紫外可见分光光度计（Cary 60）对制备的电极透过率进行测试；用弯曲测试仪对所制备的电极及器件进行弯曲测试；用Keithley 2450源表以及太阳光模拟器（AM 1.5G，100 mW/cm²）测试所制备的器件的性能参数（J-V）。

本发明基于离子液体制备透明柔性电极的方法为，在柔性透明基底上旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液，再旋涂导电层溶液，热退火处理，得到透明柔性电极。

下面将结合实施例，详细说明本发明：

实施例一

（1）将离子液体、硝酸银、乙酸加入水中，得到离子液体溶液，其中离子液体的体积浓度为0.125‰，乙酸的体积浓度为0.5‰，硝酸银的浓度为0.017mg/mL；离子液体如下：

将0.3mL上述离子液体溶液加入0.7mL银纳米线水溶液中，得到掺杂离子液体溶液的银纳米线水溶液，其中离子液体溶液的体积百分数为30%，银纳米线的浓度为0.25 wt%。

（2）在柔性透明基底上旋涂掺杂离子液体溶液的银纳米线水溶液，2000 rpm 40s，无需加热，然后在掺杂离子液体的银纳米线上旋涂10 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，再旋涂5 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60s，120 ^oC退火15分钟，得到三层厚度为100 nm的透明柔性电极（未计算柔性透明基底的厚度），至此，透明柔性电极制备完成。

将上述步骤（2）中的掺杂离子液体溶液的银纳米线水溶液换为未掺杂离子液体溶液的银纳米线水溶液（即银纳米线浓度为0.25wt%的银纳米线水溶液），其余不变，得到未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极，作为对比。

图1为掺杂离子液体溶液的银纳米线扫描电子显微镜图（SEM），图2为未掺杂离子液体溶液的银纳米线旋涂后的扫描电子显微镜图（SEM），可以明显看出掺杂30%离子液体溶液的银纳米线接触更好。图3为掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极的面电阻图，从图中可以看出由掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极面电阻降低至12.0 Ω/sq，对比未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极面电阻（18.0 Ω/sq）大大降低。由此可说明选用掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极确实能提高其导电性能。

将上述步骤（1）中离子液体溶液的体积百分数调整为15%，其余与上述一样（尤其是保持银纳米线浓度为0.25wt%），制备得到透明柔性电极，同样的方法测试面电阻，得到电极面电阻为15.2 Ω/sq；将上述步骤（1）中离子液体溶液的体积百分数调整为50%，其余与上文一样，制备得到透明柔性电极，同样的方法测试面电阻，得到电极面电阻为12.0 Ω/sq，平均透过率82%，平均透过率相对掺杂30%离子液体溶液的银纳米线有较多下降。

图4为掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极弯曲测试后的面电阻变化图，从图中可以看出在4 mm的弯曲半径下，经过1200次的向内弯曲（以导电层为内）后，未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极相较于掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极面电阻增加明显，说明本发明提升电极的机械性能。

图5为掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极照片，可以看到本发明电极有很高的透过率，常规测试平均透过率为84%，未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极平均透过率也为84%。由此可见掺杂离子液体对电极透过无明显影响。

对比例一

在柔性透明基底（与实施例一一致）上旋涂银纳米线水溶液（0.25wt%），2000 rpm40 s，无需加热，然后在银纳米线上旋涂离子液体溶液（与实施例一一致），3000 rpm 30 s，无需加热，接下来再旋涂10 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，再旋涂5 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，得到透明柔性电极；同样的测试，其面电阻为16.0 Ω/sq，在4 mm的弯曲半径下，经过1200次的向内弯曲后，其面电阻为原始的1.1倍，较掺杂30%离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极差。

在柔性透明基底（与实施例一一致）上旋涂银纳米线水溶液（0.25wt%），2000 rpm40 s，无需加热，然后在银纳米线上旋涂去离子水，3000 rpm 30 s，无需加热，接下来再旋涂10 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，再旋涂5 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，得到透明柔性电极；同样的测试，其面电阻为20.2 Ω/sq，在4 mm的弯曲半径下，经过1200次的向内弯曲后，其面电阻为原始的1.2倍，较未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极差。

在柔性透明基底（与实施例一一致）上旋涂掺杂30%维生素C溶液（将实施例一的离子液体溶液中的离子液体换为维生素C，其他条件不变）的银纳米线水溶液（0.25wt%），2000rpm 40 s，无需加热，然后旋涂10 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，再旋涂5 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，得到透明柔性电极；同样的测试，其面电阻为16.1 Ω/sq，在4 mm的弯曲半径下，经过1200次的向内弯曲后，其面电阻为原始的1.12倍，较掺杂30%离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极差。

在柔性透明基底（与实施例一一致）上旋涂掺杂30%离子液体醇溶液（将实施例一的离子液体溶液中的水溶剂换为乙醇溶剂，其他条件不变）的银纳米线水溶液（0.25wt%），2000 rpm 40 s，无需加热，然后旋涂10 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120^oC退火15分钟，再旋涂5 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，得到透明柔性电极；同样的测试，其面电阻为15.4 Ω/sq，在4 mm的弯曲半径下，经过1200次的向内弯曲后，其面电阻为原始的1.11倍，较掺杂30%离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极差。

实施例二

将实施例一制备的透明柔性电极置于氮气手套箱中，在导电层表面旋涂活性层溶液，溶液的组分为PBDB-T-2F、Y6，溶剂为纯CF，组成浓度为16 mg/mL的溶液，滴涂的速率为3000 rpm，时间为30s，滴涂完毕后，在110 ^oC下退火10分钟，得到活性层；然后在镀膜机中，在活性层表面蒸镀三氧化钼空穴传输层和Al电极，厚度分别为10 nm和100 nm。至此，柔性太阳能电池制备完成，为掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池，结构及照片见图6。

将实施例一未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的透明柔性电极置于氮气手套箱中，进行一样的制备步骤，得到未掺杂离子液体的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池，作为对比。

表1和图7是用掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池的J-V曲线图。由此可知，未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池性能低于掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池，掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池效率为15.71%，与刚性基底（基底为玻璃，电极为氧化铟锡，其余一样）有机太阳能电池效率几乎一致（15.78%）。

表1 掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池的性能参数表

图8为掺杂离子液体溶液的银纳米线与未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池的向内弯曲测试图，从图中可以看到未掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池经过弯曲后，性能保持为初始效率的92.8%，而用掺杂离子液体溶液的银纳米线制备的柔性有机太阳能电池在4mm弯曲半径下弯曲1200次后仍能保持初始效率的95.4%。说明本发明可以通过掺杂离子液体溶液的银纳米线，获得高性能，具有良好机械性能的柔性有机太阳能电池，克服了现有技术制备的电池弯曲性能差的缺点，取得了意想不到的技术效果。

对比例二

在柔性透明基底（与实施例一一致）上旋涂银纳米线水溶液（0.25wt%），2000 rpm40 s，无需加热，然后在银纳米线上旋涂离子液体溶液（与实施例一一致），3000 rpm 30 s，无需加热，接下来再旋涂10 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，再旋涂5 mg/mL的铝掺杂氧化锌水溶液，2000 rpm 60 s，120 ^oC退火15分钟，得到透明柔性电极；将上述透明柔性电极再进行与实施例二一样的电池制备步骤，得到柔性有机太阳能电池。

表2和图9为实施例二用掺杂30%离子液体溶液的银纳米线制备的银纳米线和铝掺杂氧化锌复合电极及对比例二用银纳米线上旋涂离子液体溶液制备的银纳米线和铝掺杂氧化锌复合电极制备的柔性有机太阳能电池的效率表及J-V曲线图。由此可知，掺杂30%离子液体溶液的银纳米线才能制备出具有良好性能的柔性有机太阳能电池。

表2 实施例二的掺杂30%离子液体溶液的银纳米线制备的银纳米线和铝掺杂氧化锌复合电极及实施例三用银纳米线上旋涂离子液体溶液制备的银纳米线和铝掺杂氧化锌复合电极制备的柔性有机太阳能电池的性能

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Claims

1.基于离子液体制备透明柔性电极的方法，其特征在于，包括以下步骤，在柔性透明基底上直接旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液，再旋涂导电层溶液，热退火处理，得到透明柔性电极；导电层溶液为金属氧化物溶液；离子液体溶液包括离子液体、水溶性金属盐、弱酸以及溶剂；金属纳米线为银纳米线或者金纳米线；所述离子液体如下：

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2.根据权利要求1所述基于离子液体制备透明柔性电极的方法，其特征在于，溶剂为水和/或醇类溶剂；离子液体为咪唑型离子液体；离子液体的体积浓度为0.1～0.15‰，弱酸的体积浓度为0.4～0.6‰，水溶性金属盐的浓度为0.015～0.02mg/mL。

3.根据权利要求1所述基于离子液体制备透明柔性电极的方法制备的透明柔性电极。

4.一种柔性太阳能电池，其特征在于，包括权利要求3所述透明柔性电极、活性层、空穴传输层、顶电极；或者包括权利要求3所述透明柔性电极、活性层、电子传输层、顶电极。

5.根据权利要求4所述柔性太阳能电池，其特征在于，所述活性层材料为PBDB-T-2F、Y6、BTP-eC9的一种或几种；所述电子传输层材料为ZnO、TiO₂、SnO₂、PFN、PFN-Br、PDINO中的一种或几种；所述空穴传输层材料选自聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、氧化镍、氧化铜、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、硫氰酸亚铜、氧化钼中的一种；所述电极为Au电极、Ag电极、Al电极、Cu电极、PH1000聚合物电极、金属氧化物电极中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述柔性太阳能电池，其特征在于，离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液中，金属纳米线的浓度0.15～0.5 wt%；离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液中，离子液体溶液的体积百分数为0～50%且不包括0。

7.根据权利要求4所述柔性太阳能电池，其特征在于，旋涂离子液体溶液与金属纳米线溶液的混合液时，转速为1000～3000 rpm，时间为10～100秒；热退火的温度为100～150℃，时间为10～30 min。

8.权利要求3所述透明柔性电极在制备柔性器件中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述柔性器件包括柔性太阳能电池、柔性传感器。