一种自分离阴极界面材料及其制备方法和一步法制备有机太阳电池的方法

技术领域

本发明涉及有机太阳电池中的电子传输材料领域，具体的说是一种自分离阴极界面材料的设计、合成和有机太阳电池的制备方法。

背景技术

光伏发电作为一种可直接将太阳能转化为电能的绿色技术被寄予了极高的期望。太阳电池是光伏发电的核心，是实现高效光电转换的关键。有机太阳电池(Organic solarcell/OSC)相比于无机硅太阳电池具有柔性、质轻、可溶液加工等优势，在可穿戴设备和透明光伏器件等领域具有广阔的应用前景。

近年来，有机太阳电池光电转换效率迅猛发展，实验室效率已接近商用要求，然而由于阴极界面层的插入会增加器件的制备工艺，在有机太阳电池的制备中，阴极界面层、活性层、阳极界面层需要分别旋涂，因此需要至少进行三次操作方可完成，此外由于阴极界面层普遍较薄(最优厚度通常在30nm以内)，单独加工不利于卷对卷工艺的应用，阻碍了大面积器件的制备。

为了简化制备方法，国内外多个大学和研究所均对自组装阴极界面材料/界面层展开了相关研究。

如：H.Zhao,L.Wang,Y.Wang,W.Su,D.Lin,W.Cai,J.Qing,Z.Zhang,J.Zhong,L.Hou,Solvent-Vapor-Annealing-Induced Interfacial Self-Assembly forSimplified One-Step Spraying Organic Solar Cells.ACS Appl.Energy Mater.,2021,4,7316-7326.的专利文献，公开了一步法制备ITO/PFN:BHJ/MoO

又如：申请号为201810359288.X的中国发明专利，公开了一种同时形成阴极界面层和活性层的方法及其在反向非富勒烯有机太阳能电池中的应用。该方法包括：利用混合液在含阴极的基底上制备成膜，以便同时形成阴极界面层和活性层，其中，所述阴极界面层形成于所述阴极表面，所述活性层形成于所述阴极界面层表面，所述混合液包括：聚乙烯吡咯烷酮；以及活性层溶液。由此，含有利用该发明的方法所得到的阴极界面层和活性层的反向非富勒烯有机太阳能电池具有较好的光伏性能，例如能量转换效率高，且该方法操作简便，适于规模化生产。

发明内容

本发明提供了一种与现有技术完全不同的材料，具体为一种自分离阴极界面材料及其制备方法和一步法制备有机太阳电池的方法。

本发明采用的具体方案为：一种自分离阴极界面材料，该自分离阴极界面材料具有含氟/氨基双功能侧链，其分子式为C

作为上述技术方案的进一步优化，分子式为C

作为上述技术方案的进一步优化，分子式为C

一种自分离阴极界面材料的制备方法，包括如下步骤；

S1、取四氢呋喃、2,7-二溴-9,9-二(6-溴己基)芴、四丁基溴化铵和1H,1H,2H,2H-全氟-1-己醇混合，并在氩气气氛下加入氢氧化钠水溶液，升温搅拌后经萃取、干燥，过滤、旋转蒸发、纯化制得中间产物M2；

S2、将甲苯、四乙基氢氧化铵、中间产物M2和2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-)-9,9-双(6-(N，N-二乙基氨基)己基)芴加入耐压管中，并在氮气气氛下加入Pd(PPh

作为上述技术方案的进一步优化，中间产物M2和分子式为C

一种自分离阴极界面材料的制备方法，包括如下步骤；

S1、取四氢呋喃、2,7-二溴-9,9-二(6-溴己基)芴、四丁基溴化铵和1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇混合，并在氩气气氛下加入氢氧化钠水溶液，升温搅拌后经萃取、干燥，过滤、旋转蒸发、纯化制得中间产物M3；

S2、将甲苯、四乙基氢氧化铵、中间产物M3和2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-)-9,9-双(6-(N，N-二乙基氨基)己基)芴加入耐压管中，并在氮气气氛下加入Pd(PPh

作为上述技术方案的进一步优化，中间产物M3和分子式为C

一种自分离有机太阳电池的制备方法，在活性层溶液中添加1％～10％质量分数的上述自分离阴极界面材料，自分离阴极界面材料的质量分数以给体为标准。

作为上述技术方案的进一步优化，首先，在阳极表面旋涂阳极界面层材料，退火处理后在阳极表面形成阳极界面层；接着，在所述阳极界面层表面旋涂添加上述自分离阴极界面材料的活性层溶液，退火处理后在阳极界面层表面形成活性层并在活性层表面自分离出阴极界面层；最后，在所述阴极界面层表面蒸镀阴极，得到有机太阳能电池。

作为上述技术方案的进一步优化，具体包括以下步骤：

S1、将给/受体溶于1-氯萘的氯仿溶液中，制得活性层溶液，并将上述自分离阴极界面材料加入活性层溶液中，备用；

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液旋涂于阳极界面层上，并在105℃～110℃下热退火处理8～15分钟，退火处理后在阳极界面层表面形成活性层并在活性层上方通过垂直相分离自发形成阴极界面层；

S4、在阴极界面层上方采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：通过本发明的自分离阴极界面材料，在活性层加工过程中通过垂直相分离自发形成多层膜结构，从而通过一步法制备活性层及阴极界面层，减少加工步骤，优化制备工艺，促进卷对卷工艺的应用，有利于实现大面积工业化加工。

该自分离阴极界面材料具有的氨基侧链有助于修饰阴极功函，促进电子的传输、收集，能够提高有机太阳电池的能量转换效率；含氟侧链具有疏水性，可以阻止空气中的水分子进入活性层，从而提高器件稳定性，延长器件寿命；含氟侧链可以降低材料的表面能，将该自分离阴极界面材料作为活性层添加剂，能够通过表面能驱动实现垂直相分离，从而通过一步法制备活性层及阴极界面层，优化制备工艺。因此，本发明设计合成含氟/氨基双功能侧链的自分离阴极界面材料，有助于提高器件寿命，避免单独旋涂阴极界面层，优化器件制备工艺。

附图说明

图1为以PM6为给体、Y6为受体时，PN8F、PN4F作为添加剂的自分离聚合物太阳电池J-V曲线；

图2为以PTB7-Th为给体，PC71BM为受体时，PN8F、PN4F作为添加剂的自分离聚合物太阳电池J-V曲线；

图3为PN8F、PN4F在CHCl

图4为PN8F、PN4F在薄膜态的紫外–可见吸收光谱；

图5为PN4F与水的接触角示意图；

图6为PN8F与水的接触角示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种自分离阴极界面材料及其制备方法和一步法制备有机太阳电池的方法，该自分离阴极界面材料具有含氟/氨基双功能侧链，含氟/氨基双功能侧链包括氨基侧链和含氟侧链，其分子式为C

为了表述方便，首先将下述实施例中会用到的反应原料及中间产物列举如下，反应原料及中间产物包括有M1、M2、M3和M4。

M1为2,7-二溴-9,9-二(6-溴己基)芴；

M2为2，7-二溴-9，9-二(6-((3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟)氧)己基)芴；

M3为2，7-二溴-9，9-二(6-((3,3,4,4,5,6,7,8,9,10,10,10-十七氟)氧)己基)芴；

M4为2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-)-9,9-双(6-(N，N-二乙基氨基)己基)芴；

M1、M2、M3和M4的结构式分别如下：

实施例1

在本实施例中n＝4，该自分离阴极界面材料的分子式C

实施例2

在本实施例中n＝8，该自分离阴极界面材料的分子式C

实施例3

本实施例提供了实施例1中自分离阴极界面材料(PN4F)的制备方法，所制备的PN4F采用Suzuki偶联，具体包括以下步骤：

S1、取50mL四氢呋喃、10mmol的M1、50mg的四丁基溴化铵和24mmol的1H,1H,2H,2H-全氟-1-己醇加入到的250mL两口瓶中混合，并在氩气气氛下，用注射器加入50mL浓度为50％氢氧化钠水溶液制得的混合液，将混合液在60℃下搅拌过夜，再冷却至室温后用CH

S2、首先取1.10mL色谱纯甲苯、0.55mL四乙基氢氧化铵、72.1mg中间产物M2和106.0mg的M4加入15mL耐压管中，用长针头通入氮气15min，在氮气气氛下加入5mg的Pd(PPh

实施例4

本实施例提供了实施例1中自分离阴极界面材料(PN4F)的制备方法，所制备的PN4F采用Suzuki偶联，本实施例中中间产物M2的制备方法与实施例3相同，不同之处在于：

S2、首先取1.10mL色谱纯甲苯、0.55mL四乙基氢氧化铵、72.1mg中间产物M2和106.0mg的M4加入15mL耐压管中，用长针头通入氮气15min，在氮气气氛下加入5mg的Pd(PPh

实施例5

本实施例提供了实施例1中自分离阴极界面材料(PN4F)的制备方法，所制备的PN4F采用Suzuki偶联，本实施例中中间产物M2的制备方法与实施例3相同，不同之处在于：

S2、首先取1.10mL色谱纯甲苯、0.55mL四乙基氢氧化铵、72.1mg中间产物M2和106.0mg的M4加入15mL耐压管中，用长针头通入氮气15min，在氮气气氛下加入5mg的Pd(PPh

实施例6

本实施例提供了实施例2中自分离阴极界面材料PN8F的制备方法，所制备的PN8F采用Suzuki偶联，具体包括以下步骤：

S1、取50mL四氢呋喃、10mmol的M1、50mg的四丁基溴化铵和25mmol的1H,1H,2H,2H-全氟-1-癸醇加入到250mL的两口瓶中，并在氩气气氛下，用注射器加入50mL的50％氢氧化钠水溶液制得混合液并在60℃下搅拌过夜，将混合液冷却至室温后用CH

S2、取1.10mL色谱纯甲苯、0.55mL四乙基氢氧化铵、104.2mg中间产物M3和106.0mg的M4加入15mL耐压管中，用长针头通入氮气15min，在氮气气氛下加入5mg的Pd(PPh

实施例7

本实施例提供了实施例2中自分离阴极界面材料PN8F的制备方法，所制备的PN8F采用Suzuki偶联，本实施例中中间产物M3的制备方法与实施例6相同，不同之处在于：

S2、取1.10mL色谱纯甲苯、0.55mL四乙基氢氧化铵、104.2mg中间产物M3和106.0mg的M4加入15mL耐压管中，用长针头通入氮气15min，在氮气气氛下加入5mg的Pd(PPh

实施例8

本实施例提供了实施例2中自分离阴极界面材料PN8F的制备方法，所制备的PN8F采用Suzuki偶联，本实施例中中间产物M3的制备方法与实施例6相同，不同之处在于：

S2、取1.10mL色谱纯甲苯、0.55mL四乙基氢氧化铵、104.2mg中间产物M3和106.0mg的M4加入15mL耐压管中，用长针头通入氮气15min，在氮气气氛下加入5mg的Pd(PPh

实施例9

本实施例提供了利用实施例1中自分离阴极界面材料PN4F制备有机太阳电池的方法，本实施例中制备出的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6：PN4F/Ag，有效面积为0.04cm

有机太阳电池的制备具体包括以下步骤：

S1、将给/受体溶于1-氯萘的氯仿溶液中，制得活性层溶液，并将PN4F加入活性层溶液中，备用；

S1-1、将PM6/Y6按物质的量比1:1.2溶于添加了0.5％(体积比)1-氯萘的氯仿溶液中，以给体PM6为标准配成6mg/mL的溶液，制得活性层溶液；

S1-2、以给体PM6为标准，将3％质量分数的自分离阴极界面材料PN4F加入S1-1制得的活性层溶液中，备用；

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S2-1、玻璃基板上镀ITO阳极作为ITO导电玻璃基板，将ITO导电玻璃基板依次浸泡在清洁剂、去离子水及异丙醇中超声洗涤30min，并在烘箱中干燥过夜；

S2-2、清洗后的ITO导电玻璃基板经UVO处理后，采用PEDOT:PSS(4083)的水溶液在3500转/分的转速下旋涂30s，制备阳极界面层，并在150℃的加热台上退火15min；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液旋涂于阳极界面层上，退火处理后在阳极界面层表面形成活性层并在活性层表面自分离出阴极界面层；

S3-1、将阳极界面层退火处理后的ITO导电玻璃基板转移到氮气保护的手套箱中；

S3-2、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液以约2000rpm的转速旋涂于阳极界面层上，并在110℃下热退火10分钟，在阳极界面层表面形成活性层和阴极界面层，活性层和阴极界面层厚度共计约100nm；

S4、在阴极界面层采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极，具体为在10-7mbar下采用蒸镀的方法通过掩模板制备100nm厚的Ag电极。

实施例10

本实施例提供了利用实施例1中自分离阴极界面材料PN4F制备有机太阳电池的方法，本实施例中制备出的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6：PN4F/Ag，有效面积为0.04cm

有机太阳电池的制备具体包括以下步骤：

S1、将给/受体溶于1-氯萘的氯仿溶液中，制得活性层溶液，并将PN4F加入活性层溶液中，备用；

S1-1、将PM6/Y6按物质的量比1:1.2溶于添加了0.5％(体积比)1-氯萘的氯仿溶液中，以给体PM6为标准配成6mg/mL的溶液，制得活性层溶液；

S1-2、以给体PM6为标准，将1％质量分数的自分离阴极界面材料PN4F加入S1-1制得的活性层溶液中，备用；

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S2-1、玻璃基板上镀ITO阳极作为ITO导电玻璃基板，将ITO导电玻璃基板依次浸泡在清洁剂、去离子水及异丙醇中超声洗涤30min，并在烘箱中干燥过夜；

S2-2、清洗后的ITO导电玻璃基板经UVO处理后，采用PEDOT:PSS(4083)的水溶液在3500转/分的转速下旋涂30s，制备阳极界面层，并在150℃的加热台上退火15min；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液旋涂于阳极界面层上，退火处理后在阳极界面层表面形成活性层并在活性层表面自分离出阴极界面层；

S3-1、将阳极界面层退火处理后的ITO导电玻璃基板转移到氮气保护的手套箱中；

S3-2、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液以约2000rpm的转速旋涂于阳极界面层上，并在105℃下热退火15分钟，在阳极界面层表面形成活性层和阴极界面层，活性层和阴极界面层厚度共计约100nm；

S4、在阴极界面层采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极，具体为在10-7mbar下采用蒸镀的方法通过掩模板制备100nm厚的Ag电极。

实施例11

本实施例提供了利用实施例1中自分离阴极界面材料PN4F制备有机太阳电池的方法，本实施例中制备出的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6：PN4F/Ag，有效面积为0.04cm

有机太阳电池的制备具体包括以下步骤：

S1、将给/受体溶于1-氯萘的氯仿溶液中，制得活性层溶液，并将PN4F加入活性层溶液中，备用；

S1-1、将PM6/Y6按物质的量比1:1.2溶于添加了0.5％(体积比)1-氯萘的氯仿溶液中，以给体PM6为标准配成6mg/mL的溶液，制得活性层溶液；

S1-2、以给体PM6为标准，将10％质量分数的自分离阴极界面材料PN4F加入S1-1制得的活性层溶液中，备用；

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S2-1、玻璃基板上镀ITO阳极作为ITO导电玻璃基板，将ITO导电玻璃基板依次浸泡在清洁剂、去离子水及异丙醇中超声洗涤30min，并在烘箱中干燥过夜；

S2-2、清洗后的ITO导电玻璃基板经UVO处理后，采用PEDOT:PSS(4083)的水溶液在3500转/分的转速下旋涂30s，制备阳极界面层，并在150℃的加热台上退火15min；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液旋涂于阳极界面层上，退火处理后在阳极界面层表面形成活性层并在活性层表面自分离出阴极界面层；

S3-1、将阳极界面层退火处理后的ITO导电玻璃基板转移到氮气保护的手套箱中；

S3-2、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液以约2000rpm的转速旋涂于阳极界面层上，并在115℃下热退火8分钟，在阳极界面层表面形成活性层和阴极界面层，活性层和阴极界面层厚度共计约100nm；

S4、在阴极界面层采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极，具体为在10-7mbar下采用蒸镀的方法通过掩模板制备100nm厚的Ag电极。

实施例12

本实施例与实施例9的主体方法相同，不同之处在于，本实施例的步骤S1-2中，以给体PM6为标准，将5％质量分数的自分离阴极界面材料PN4F加入S1-1制得的活性层溶液中。

实施例13

本实施例与实施例9的主体方法相同，不同之处在于，本实施例的步骤S1-2中，以给体PM6为标准，将8％质量分数的自分离阴极界面材料PN4F加入S1-1制得的活性层溶液中。

实施例14

本实施例提供了利用实施例2中自分离阴极界面材料PN8F制备有机太阳电池的方法，所制备的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6：PN8F/Ag，有效面积为0.04cm

S1、将给/受体溶于1-氯萘的氯仿溶液中，制得活性层溶液，并将自分离阴极界面材料PN8F加入活性层溶液中，备用；

S1-1、将PM6/Y6按物质量比1:1.2溶于添加了0.5％(体积比)1-氯萘的氯仿溶液中，以给体PM6为标准配成6mg/mL的溶液，制得活性层溶液；

S1-2、以给体PM6为标准，将3％质量分数的自分离阴极界面材料PN8F加入S1-1制得的活性层溶液中，备用；

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S2-1、玻璃基板上镀ITO阳极作为ITO导电玻璃基板，将ITO导电玻璃基板依次浸泡在清洁剂、去离子水及异丙醇中超声洗涤30min，并在烘箱中干燥过夜；

S2-2、清洗后的ITO导电玻璃基板经UVO处理后，采用PEDOT:PSS(4083)的水溶液在3500转/分的转速下旋涂30s，制备阳极界面层，并在150℃的加热台上退火15min；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料PN8F的活性层溶液旋涂于阳极界面层上，退火处理后在阳极界面层表面形成活性层并在活性层表面自分离出阴极界面层；

S3-1、将阳极界面层退火处理后的ITO导电玻璃基板转移到氮气保护的手套箱中；

S3-2、在氮气气氛下，将步骤S1制得的添加自分离阴极界面材料的活性层溶液以约2000rpm的转速旋涂于阳极界面层上，并在110℃下热退火10分钟，在阳极界面层表面形成活性层和阴极界面层，活性层和阴极界面层厚度共计约100nm；

S4、在阴极界面层采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极，具体为在10-7mbar下采用蒸镀的方法通过掩模板制备100nm厚的Ag电极。

实施例15

本实施例与实施例14的主体方法相同，不同之处在于，本实施例的步骤S1-2中，以给体PM6为标准，将1％质量分数的自分离阴极界面材料PN8F加入S1-1制得的活性层溶液中。

实施例16

本实施例与实施例14的主体方法相同，不同之处在于，本实施例的步骤S1-2中，以给体PM6为标准，将5％质量分数的自分离阴极界面材料PN8F加入S1-1制得的活性层溶液中。

实施例17

本实施例与实施例14的主体方法相同，不同之处在于，本实施例的步骤S1-2中，以给体PM6为标准，将8％质量分数的自分离阴极界面材料PN8F加入S1-1制得的活性层溶液中。

实施例18

本实施例与实施例14的主体方法相同，不同之处在于，本实施例的步骤S1-2中，以给体PM6为标准，将10％质量分数的自分离阴极界面材料PN8F加入S1-1制得的活性层溶液中。

实施例19

本实施例提供了利用实施例1中自分离阴极界面材料PN4F制备有机太阳电池的方法，所制备的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:PC

PC

给体为PTB7-Th的结构式如下：

实施例20

本实施例提供了利用实施例2中自分离阴极界面材料PN8F制备有机太阳电池的方法，所制备的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:PC

对比例1

本实施例提供了一种有机太阳电池的制备方法，所制备出的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6/Ag，有效面积为0.04cm

S1、将PM6/Y6按物质量比1:1.2溶于添加了0.5％(体积比)1-氯萘的氯仿溶液中，以给体PM6为标准配成6mg/mL的溶液，制得活性层溶液；

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S2-1、玻璃基板上镀ITO阳极作为ITO导电玻璃基板，将ITO导电玻璃基板依次浸泡在清洁剂、去离子水及异丙醇中超声洗涤30min，并在烘箱中干燥过夜；

S2-2、清洗后的ITO导电玻璃基板经UVO处理后，采用PEDOT:PSS(4083)的水溶液在3500转/分的转速下旋涂30s，制备阳极界面层，并在150℃的加热台上退火15min；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的活性层溶液旋涂于阳极界面层上形成活性层，再退火处理；

S3-1、将阳极界面层退火处理后的ITO导电玻璃基板转移到氮气保护的手套箱中；

S3-2、在氮气气氛下，将步骤S1制得的活性层溶液以约2000rpm的转速旋涂于阳极界面层上形成活性层，再将具有活性层的玻璃基板在110℃下热退火10分钟；

S4、在活性层采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极，具体为在10-7mbar下采用蒸镀的方法通过掩模板制备100nm厚的Ag电极。

对比例2

本实施例提供了一种有机太阳电池的制备方法，所制备出的有机太阳电池结构为ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:PC

S1、将PTB7-Th/PC

S2、将PEDOT:PSS溶液旋涂在镀有ITO阳极的玻璃基板上，退火处理后在ITO阳极表面形成阳极界面层；

S2-1、玻璃基板上镀ITO阳极作为ITO导电玻璃基板，将ITO导电玻璃基板依次浸泡在清洁剂、去离子水及异丙醇中超声洗涤30min，并在烘箱中干燥过夜；

S2-2、清洗后的ITO导电玻璃基板经UVO处理后，采用PEDOT:PSS(4083)的水溶液在3500转/分的转速下旋涂30s，制备阳极界面层，并在150℃的加热台上退火15min；

S3、在氮气气氛下，将步骤S1制得的活性层溶液旋涂于阳极界面层上，形成活性层，并退火处理；

S3-1、将阳极界面层退火处理后的ITO导电玻璃基板转移到氮气保护的手套箱中；

S3-2、在氮气气氛下，将步骤S1制得的活性层溶液以约2000rpm的转速旋涂于阳极界面层上形成活性层，再将具有活性层的玻璃基板退火处理；

S4、在活性层上采用蒸镀的方法通过掩模板制备阴极，具体为在10-7mbar下采用蒸镀的方法通过掩模板制备100nm厚的Ag电极。

<给体为PM6、受体为Y6时的能量转换情况>

对实施例9、14及对比例1中得到的太阳能电池器件进行性能测试，结果如图1和下表1所示。经计算，当给体为PM6、受体为Y6时，在活性层溶液不加入自分离阴极界面材料的情况下光电转化效率最高为10.53％，加入自分离阴极界面材料PN4F后，光电转化效率最高为12.05％，加入自分离阴极界面材料PN8F后，光电转化效率最高为11.91％。这是由于自分离阴极界面材料PN4F、PN8F的加入，经加热退火处理后，在阳极界面层表面形成活性层并自分离出阴极界面层，使光电转化效率有所提高，从而提高了有机太阳电池的能量转换效率。

表1

<给体为PTB7-Th、受体为PC

结合图2对实施例19、20和对比例2分析：

对实施例19、20及对比例2中得到的太阳能电池器件进行性能测试，结果如图2和下表2所示。经计算，当给体为PTB7-Th、受体为PC

表2

<紫外–可见吸收光谱分析>

由图3可以看出，在CHCl

<疏水性>

如图5、图6所示，PN4F与水的接触角为90.7度，PN8F与水的接触角为96.3度。由于PN4F和PN8F与水的接触角都大于90度，表明这两种材料均具有疏水性，可以阻止水分子进入活性，从而延长器件寿命，提高器件稳定性。此外，还对PN4F和PN8F的表面能进行了计算，计算方法为现有技术，在此不再赘述。经计算PN4F和PN8F的表面能分别为37.9N/m和34.1N/m，这是由于含氟侧链赋予了自分离界面材料较低的表面能，通过较低的表面能驱动了材料的垂直自分离。