一種氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于聚合物太陽電池【技術(shù)領(lǐng)域】的一種氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用。氧化鈰薄膜作為陰極修飾層，將其引入聚合物太陽電池中，實(shí)現(xiàn)了電子的高效收集；并且與現(xiàn)有的溶膠凝膠法制備的二氧化鈦和真空蒸鍍的LiF相比，該聚合物太陽電池也具有光電轉(zhuǎn)換效率高、工藝簡單，成本低廉，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好、適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
【專利說明】一種氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合物太陽能電池材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氧化鈰陰極修飾材料的制備方法及其在聚合物太陽電池中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的本體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽電池中，鈣、鋇等低功函活潑金屬常用來作為聚合物太陽電池的陰極，用以電子的提取和收集。但低功函的金屬對水、氧敏感，使用過程中會因?yàn)殛帢O的氧化而是電阻增加，降低陰極對電子的收集和提取能力，從而造成陰極界面的不穩(wěn)定，最終影響太陽電池的長期穩(wěn)定性。因此用低功函空氣穩(wěn)定的陰極修飾層代替活潑金屬越來越弓I起人們的關(guān)注。目前常用的LiF修飾層需真空蒸鍍，而且有效厚度在Inm左右，操作過程極難控制。目前廣泛使用的Zn0、Ti02等n型半導(dǎo)體納米粒子都需要溶膠_凝膠等方法合成，增加了聚合物太陽電池制備的整體時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專利的目的是提供一種氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，此聚合物太陽電池可為正向結(jié)構(gòu)或反向結(jié)構(gòu)，正向結(jié)構(gòu)電池包括依次層疊的襯底、透明導(dǎo)電金屬氧化物陽極層、高功函陽極修飾層、光電活性層、低功函陰極修飾層和金屬陰極；反向結(jié)構(gòu)電池包括依次層疊的襯底、透明導(dǎo)電金屬氧化物陰極層、低功函陰極修飾層、光電活性層、高功函陽極修飾層和金屬陽極，將陰極修飾材料氧化鈰的溶膠乳液旋涂在光電活性層(正向結(jié)構(gòu)電池)或透明導(dǎo)電金屬氧化物陰極層(反向結(jié)構(gòu)電池)上，形成氧化鈰薄膜，得到陰極修飾層。
[0006]上述氧化鈰薄膜的厚度為10-150A。
[0007]上述旋涂方法采用電池制備中的常規(guī)方法，旋涂的轉(zhuǎn)速通常為3000-6000rpm，旋涂之后不需要進(jìn)行加熱即可得到氧化鈰薄膜。
[0008]上述氧化鈰的溶膠乳液的是按以下方法制備而成:將異丙醇鈰溶解于有機(jī)溶劑中，經(jīng)超聲處理，得到氧化鈰的溶膠乳液。
[0009]異丙醇鈰是一種灰褐色粉末狀固體，其結(jié)構(gòu)如式I所示。相對分子量或原子量為376.48，分子式為C12H28CeO4，熔點(diǎn)為140°C，常溫常壓下穩(wěn)定。該材料微溶于乙醇，也溶于苯、甲苯和氯仿，對環(huán)境無害。常用作有機(jī)合成的催化劑，以及用于制作納米級氧化鈰。本發(fā)明首次將異丙醇鈰經(jīng)痕量水水解來制備氧化鈰，并將氧化鈰用于制作聚合物太陽電池的陰極修飾層。
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，此聚合物太陽電池可為正向結(jié)構(gòu)或反向結(jié)構(gòu)，正向結(jié)構(gòu)電池包括依次層疊的襯底、透明導(dǎo)電金屬氧化物陽極層、高功函陽極修飾層、光電活性層、低功函陰極修飾層和金屬陰極；反向結(jié)構(gòu)電池包括依次層疊的襯底、透明導(dǎo)電金屬氧化物陰極層、低功函陰極修飾層、光電活性層、高功函陽極修飾層和金屬陽極，其特征在于，將陰極修飾材料氧化鈰的溶膠乳液旋涂在光電活性層或透明導(dǎo)電金屬氧化物陰極層上，形成氧化鈰薄膜，得到陰極修飾層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述氧化鈰薄膜的厚度為IO-150入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述氧化鈰的溶膠乳液的是按以下方法制備而成:將異丙醇鈰溶解于有機(jī)溶劑中，經(jīng)超聲處理，得到氧化鈰的溶膠乳液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，將異丙醇鈰溶解于有機(jī)溶劑中后，再加入助水解溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述助水解溶劑為弱酸或弱堿溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述助水解溶劑為乙酸或氨水。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為醇類或酯類。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為異丙醇、異辛醇、乙醇、乙酸乙酯中的一種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述氧化鈰的乳膠溶液的濃度為0.5-10mg/mL。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氧化鈰作為陰極修飾材料在聚合物太陽電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述超聲處理的時(shí)間為15-30min。
【文檔編號】B82Y30/00GK103594633SQ201310553733
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】譚占鰲, 李良杰 申請人:華北電力大學(xué)