本发明涉及太阳能电池领域，具体地，涉及一种基于绝缘聚合物的逐层加工太阳能电池器件及其制备方法。
背景技术：
1、相对于化石能源，有机太阳能电池是一个极具前景且经济有效的替代方案。由于其原材料具备成本低廉、轻便、分子结构精细可调节、易于实现大面积与柔性化、对环境污染小和可通过溶液法制备加工等诸多优势，使得有机太阳能电池成为了学术界和产业界的研究热点之一。近年来，基于本体异质结(bhj)的有机太阳能电池的光电转换效率已经超过了19％。但由于bhj的形貌受到活性层分子结晶性、域大小及纯度、混溶性和垂直分布等诸多因素影响，且电子给体和电子受体在bhj器件中的随机分布会导致活性层形态形成的过程异常复杂，从而导致载流子复合概率增加、电荷传输不平衡和器件效率受限的问题。
2、与bhj有机太阳能电池相比，由电子给体层和电子受体层组成的逐层加工(lbl)有机太阳能电池可以克服bhj结构的部分缺点，其电子给体和电子受体分别在阳极和阴极附近聚集，更易形成d/a垂直相分离，有利于相应电极上的电荷收集。此外，lbl结构的有机太阳能电池中，层厚和结晶度可单独控制，这简化了器件参数的优化过程。然而，在逐层加工过程中如何避免上层溶剂对下层薄膜的侵蚀冲洗，精确控制活性层形貌是制备高性能太阳能电池器件的首要问题。
技术实现思路
1、本发明的发明人发现，在逐层加工过程中电子受体的扩散是不可控的，这会造成电子给体和电子受体之间不良的相互扩散分离和溶剂化，进而最终导致形成的形貌很难操纵。而本发明通过引入特定性能的绝缘聚合物层，能够实现电子给体与电子受体均匀交错，相分离与激子扩散长度和电荷传输距离相匹配的可控垂直相分离，并且高介电性能的绝缘聚合物可以增加激子解离，减少载流子复合概率，从而提高有机太阳能电池器件的性能。
2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种太阳能电池器件，该太阳能电池器件的活性层包括电子给体层、绝缘聚合物层和电子受体层，其中，所述绝缘聚合物层设置于所述电子给体层和所述电子受体层之间；所述绝缘聚合物层中的绝缘聚合物的重均分子量为50000-500000g/mol，介电常数大于或等于2。
3、本发明第二方面提供一种用于制备上述太阳能电池器件的方法，该方法包括制备所述活性层，以使得所述绝缘聚合物层设置于所述电子给体层和所述电子受体层之间。
4、本发明通过在活性层中引入绝缘聚合物层并保持活性层厚度及后处理工序不变的情况下，精细优化活性层中的相分离尺度、结晶性和域大小从而改善了电子给体和电子受体分子的聚集和堆积的现象，增强了活性层的激子产生能力并优化了其形貌，以实现提升太阳能电池器件光电转换效率的目的。
1.一种太阳能电池器件，其特征在于，该太阳能电池器件的活性层包括电子给体层、绝缘聚合物层和电子受体层，其中，所述绝缘聚合物层设置于所述电子给体层和所述电子受体层之间；所述绝缘聚合物层中的绝缘聚合物的重均分子量为50000-500000g/mol，介电常数大于或等于2。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其中，所述绝缘聚合物的重均分子量为100000-500000g/mol，优选为150000-450000g/mol；
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池器件，其中，所述电子给体层的电子给体材料为含有式(1)所示重复结构单元的聚合物中的一种或多种：
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的太阳能电池器件，其中，各个r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8和r9各自独立地选自h、c1-c20的烷基、c6-c20的芳基和c1-c20的烷氧基或烷硫基；各个x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8和x9各自独立地选自o、s和se；各个y1、y2和y3各自独立地选自h、f、cl和br；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的太阳能电池器件，其中，含有式(1)所示重复结构单元的聚合物的重均分子量为10000-200000g/mol，pdi为1-5；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的太阳能电池器件，其中，电子受体材料为式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)、式(2-4)和式(2-5)所示结构中的一种或多种：
7.根据权利要求1-6任意一项所述的太阳能电池器件，其中，所述电子给体层的电子给体材料、所述绝缘聚合物层的所述绝缘聚合物和所述电子受体层的电子受体材料的重量比为1：0.01-0.5：0.5-3，优选为1：0.1-0.12：1-2；
8.一种用于制备权利要求1-7任意一项所述太阳能电池器件的方法，该方法包括制备所述活性层，以使得所述绝缘聚合物层设置于所述电子给体层和所述电子受体层之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，制备正向结构太阳能电池器件时，该方法还包括：在导电基底上提供空穴传输材料并进行第一退火处理制得空穴传输层；在所述空穴传输层上提供电子给体材料制得所述电子给体层；在所述电子给体层上提供所述绝缘聚合物制得所述绝缘聚合物层；在所述绝缘聚合物层上提供电子受体材料并进行第二退火处理制得所述电子受体层；在所述电子受体层上提供电子传输材料制得电子传输层；在所述电子传输层上提供阴极材料制得阴极；
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，电子给体材料、所述绝缘聚合物和电子受体材料以溶液形式提供，其中，所述电子给体材料和所述电子受体材料的溶液浓度为6-20mg/ml，所述绝缘聚合物的溶液浓度为1-5mg/ml。
