專利名稱：并聯(lián)式聚合物太陽能電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種并聯(lián)式聚合物太陽能電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
1982年，Weinberger等研究了聚こ炔的光伏性質(zhì),制造出了第一個(gè)具有真正意義上的太陽能電池，但是當(dāng)時(shí)的光電轉(zhuǎn)換效率極低(10_3% )。緊接著，Glenis等制作了各種聚 噻吩的太陽能電池，當(dāng)時(shí)都面臨的問題是極低的開路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率。直到1986年，C. ff. Tang等首次將P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體引入到雙層結(jié)構(gòu)的器件中，才使得光電流得到了極大程度的提高，從此以該工作為里程碑，有機(jī)聚合物太陽能電池蓬勃發(fā)展起來。1992年Sariciftci 等發(fā)現(xiàn)2-甲氧基-5-(2-こ基-己氧基)-1，4_苯こ(MEH-PPV)與復(fù)合體系中存在快速光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，引起了人們的極大興趣，而在1995年，Yu等用MEH-PPV與C6tl (即60個(gè)碳原子有機(jī)物)的衍生物PCBM混合作為活性層制備了有機(jī)聚合物體異質(zhì)結(jié)太陽能電池。器件在20mW/cm2430nm的単色光照射下，能量轉(zhuǎn)換效率為2. 9%。這是首個(gè)基于聚合物材料與PCBM受體制備的本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池，并提出了復(fù)合膜中互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念。至此，本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。這種結(jié)構(gòu)也成為目前人們普遍采用的有機(jī)聚合物太陽能電池結(jié)構(gòu)。聚合物太陽能電池的工作原理主要分為四部分(I)光激發(fā)和激子的形成；(2)激子的擴(kuò)散；⑶激子的分裂；⑷電荷的傳輸和收集。首先，共軛聚合物在入射光照射下吸收光子，電子從聚合物最高占有軌道(HOMO)躍遷到最低空軌道(LUMO)，形成激子，激子在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下擴(kuò)散到給體/受體界面處分離成自由移動(dòng)的電子和空穴，然后電子在受體相中傳遞并被陰極收集，空穴則通過給體相并被陽極收集，從而產(chǎn)生光電流，這就形成了一個(gè)有效的光電轉(zhuǎn)換過程。目前的聚合物太陽能電池一般都是單個(gè)電池單元結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換效率都不高，活性層對(duì)太陽光的吸收有限，不能從根本上提高器件對(duì)太陽光的利用，制約了效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能量轉(zhuǎn)換率高的并聯(lián)式聚合物太陽能電池。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種并聯(lián)式聚合物太陽能電池，該并聯(lián)式聚合物太陽能電池包括依次層疊的陽極基底、第一空穴緩沖層、第一活性層、η型摻雜層、第二活性層、第二空穴緩沖層、陽極層，SP該電池的結(jié)構(gòu)依次為陽極基底/第一空穴緩沖層/第一活性層/n型摻雜層/第二活性層/第二空穴緩沖層/陽極層。所述η型摻雜層將該并聯(lián)式聚合物太陽能分成兩個(gè)電池単元，即陽極基底、第一空穴緩沖層、第一活性層和η型摻雜層構(gòu)成正置型第一電池單元，且陽極基底中的陽極層和η型摻雜層分別作為該第一電池單元的陽極和陰極；η型摻雜層、第二活性層、電子緩沖層和陽極層構(gòu)成倒置型第二電池單元，且陽極層和η型摻雜層分別作為該第二電池單元的陽極和陰極；其中，η型摻雜層即同時(shí)作為第一電池單元與第二電池單元的陰極，這樣第一電池單元與第二電池單元通過η型摻雜層形成并聯(lián)式的聚合物太陽能電池。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池中，各功能層所用材質(zhì)如下導(dǎo)電陽極基底為銦錫氧化物玻璃(ITO)、摻銦氧化鋅玻璃(IZO)、摻氟氧化錫玻璃(FTO)或摻鋁的化鋅玻 璃(AZO)；第一空穴緩沖層和第二空穴緩沖層的材料為聚3，4- ニ氧こ撐噻吩(PEDOT)與聚苯こ烯磺酸鈉(PSS)的混合物，即PED0T:PSS混合物；第一活性層和第二活性層的材料為聚3-己基噻吩(Ρ3ΗΤ)、聚[2-甲氧基_5_(3，
7.ニ甲基辛氧基)對(duì)苯撐こ烯](MDMO-PPV)或聚[2-甲氧基-5-^ -こ烯基-己氧基)聚對(duì)苯こ烯撐](MEH-PPV)與[6，6]_苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)混合后形成的混合物，即 P3HT:PCBM、MDMO-PPV:PCBM 或者 MEH-PPV:PCBM 混合物；其中，P3HT PCBM 的質(zhì)量比控制在I : I I : O. 8的范圍，MODO-PPV PCBM和MEH-PPV PCBM的質(zhì)量比分別控制在
I: 4 I : I的范圍；所述η型摻雜層的材料為電子注入材料摻雜電子傳輸材料所形成的摻雜混合物；其中，電子注入材料為氟化鋰(LiF)、碳酸鋰(Li2CO3)、碳酸銫(Cs2CO3)、疊氮化銫(CsN3)或氟化銫(CsF)；電子傳輸材料為2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1，3，4-噁ニ唑(PBD)、4，7_ ニ苯基-1，10_菲羅啉(Bphen)、1，2，4-三唑衍生物(如TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBI)；陽極層的材料為鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)或鉬(Pt)。本發(fā)明的另一目的在于提供上述并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備方法，其エ藝步驟如下SI、將陽極基底依次在洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇中超聲清洗，去除表面的有機(jī)污染物；S2、在陽極基底的陽極表面旋涂第一空穴緩沖層，干燥后再在第一空穴緩沖層表面旋涂第一活性層，然后干燥處理；S3、在第一活性層表面蒸鍍?chǔ)切蛽诫s層；S4、在η型摻雜層表面旋涂第二活性層，然后干燥處理；接著在ニ活性層表面旋涂第二空穴緩沖層，然后干燥處理；S5、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍陽極層，最后制得并聯(lián)式聚合物太陽能電池。上述制備方法的步驟SI中，還包括如下步驟將陽極基底依次在洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇中超聲清洗。本發(fā)明的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，兩個(gè)電池単元的活性層可以盡可能的捕獲更多的太陽光，從而產(chǎn)生更多的電子和空穴，而連接兩電池的連接層為η摻雜層可以提高電池的導(dǎo)電性，使空穴和電子的注入效率得到提高。


圖I為本發(fā)明并聯(lián)式聚合物太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備エ藝流程圖；圖3為實(shí)施例I的并聯(lián)式聚合物太陽能電池ITO基底/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/CsN3:Bphen/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/A1 與對(duì)比例電池ΙΤ0 基底 /PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/Al的電流密度與電壓關(guān)系圖；其中，曲線I為實(shí)施例I的曲線，曲線2為對(duì)比例的曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種并聯(lián)式聚合物太陽能電池，如圖I所示，該并聯(lián)式聚合物太陽能電池為層狀結(jié)構(gòu)，且該層狀結(jié)構(gòu)依次包括陽極基底11、第一空穴緩沖層12、第一活性層13、n型摻雜層14、第二活性層15、第二空穴緩沖層16、陽極層17，即該電池的結(jié)構(gòu)為陽極基底11/第一空穴緩沖層12/第一活性層13/n型摻雜層14/第二活性層15/第二空穴緩 沖層16/陽極層17。所述η型摻雜層14將該并聯(lián)式聚合物太陽能電池分成兩個(gè)電池単元，即陽極基底
11、第一空穴緩沖層12、第一活性層13和η型摻雜層14構(gòu)成正置型第一電池單元，且陽極基底11的陽極層和η型摻雜層14分別作為該第一電池單元的陽極和陰極；η型摻雜層14、第二活性層15、電子緩沖層16和陽極層17構(gòu)成倒置型第二電池單元，且陽極層17和η型摻雜層14分別作為該第二電池單元的陽極和陰極；其中，η型摻雜層14即同時(shí)作為第一電池單元與第二電池單元的陰極，這樣第一電池單元與第二電池單元通過η型摻雜層14形成并聯(lián)式的聚合物太陽能電池。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池中，各功能層所用材質(zhì)如下導(dǎo)電陽極基底為銦錫氧化物玻璃(ITO)、摻銦氧化鋅玻璃(IZO)、摻氟氧化錫玻璃(FTO)或摻鋁氧化鋅玻璃(AZO)；第一空穴緩沖層和第二空穴緩沖層的材料分別為聚3，4- ニ氧こ撐噻吩(PEDOT)與聚苯こ烯磺酸鈉(PSS)的混合物，即PED0T:PSS混合物；第一活性層和第二活性層的材料為聚3-己基噻吩(Ρ3ΗΤ)、聚[2_甲氧基_5_(3，
7.ニ甲基辛氧基)對(duì)苯撐こ烯](MDMO-PPV)或聚[2-甲氧基-5-^ -こ烯基-己氧基)聚對(duì)苯こ烯撐](MEH-PPV)與[6，6]_苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)混合后形成混合物；即Ρ3ΗΤ:PCBM、MDMO-PPV:PCBM 或者 MEH-PPV:PCBM 混合物；其中，Ρ3ΗΤ PCBM 的質(zhì)量比控制在I : I I : O. 8的范圍，MODO-PPV PCBM和MEH-PPV PCBM的質(zhì)量比分別控制在
I: 4 I : I的范圍；所述η型摻雜層的材料為電子注入材料摻雜電子傳輸材料所形成的摻雜混合物，且電子傳輸材料為主體，電子注入材料為客體(即摻雜材料)，客體材料的摻雜比為10-60wt% (質(zhì)量百分比,下同)；其中，電子注入材料為氟化鋰(LiF)、碳酸鋰(Li2CO3)、碳酸銫(Cs2CO3)、疊氮化銫(CsN3)或氟化銫(CsF)、；電子傳輸材料為2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基)苯基_1，3，4_噁ニ唑(PBD)、4，7_ ニ苯基-1，10_菲羅啉(Bphen)、1，2，4-三唑衍生物(如TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBI)；陽極層的材料為金屬材料，如，鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)或鉬(Pt)，優(yōu)選為Al ;該陽極層的厚度為20 250nm,優(yōu)選厚度為150nm。上述并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備方法，如圖2所示，其エ藝步驟如下SI、將陽極基底依次在洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇中超聲清洗，去除表面的有機(jī)污染物；清洗干凈后于功率10 50W下，對(duì)其進(jìn)行氧等離子處理5 15min，或UV-臭氧處理5 20min ；S2、在陽極基底的陽極層表面旋涂厚度為20 SOnm的第一空穴緩沖層，干燥后再在第一空穴緩沖層表面旋涂厚度為80 300nm的第一活性層，然后干燥處理；S3、在第一活性層表面蒸鍍厚度為10 150nm的η型摻雜層；S4、在η型摻雜層表面涂厚度為80 300nm的第二活性層，然后干燥處理；接著在 ニ活性層表面旋涂厚度20 SOnm的第二空穴緩沖層，然后干燥處理；S5、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍厚度為20 250nm的陽極層，最后制得并聯(lián)式聚合物太陽能電池。上述制備方法的步驟S2和S5中，第一空穴緩沖層和第二空穴緩沖層采用質(zhì)量比為6 I的PEDOT PSS的水溶液，PEDOT PSS的質(zhì)量百分比為I. 5wt%，第一空穴緩沖層、第二空穴緩沖層旋涂結(jié)束后，烘干干燥，厚度控制在20 SOnm ;優(yōu)選空穴緩沖層厚度為40nmo上述制備方法的步驟S2和S4中，第一活性層和第二活性層的材料為溶液體系，其溶劑為甲苯、ニ甲苯、氯苯或氯仿中的ー種或兩種混合溶劑，溶質(zhì)為P3HT:PCBM、MDMO-PPV: PCBM 或者 MEH-PPV: PCBM。每種體系的總濃度控制在 8_30mg/ml，而 P3HT PCBM的質(zhì)量比控制在I : I I : O. 8的范圍；MDMO-PPV PCBM和MEH-PPV PCBM的質(zhì)量比控制在I : 4 I : I的范圍；然后在充滿惰性氣體的手套箱中進(jìn)行旋涂，最后在50 200°C下退火10 lOOmin，或者在室溫下放置24 48h，厚度控制在80 300nm ;優(yōu)選總濃度為15mg/ml的P3HT:PCBM氯苯溶液體系，優(yōu)選P3HT PCBM的質(zhì)量比為I : O. 8，優(yōu)選為120°C下退火lOmin，優(yōu)選活性層厚度為200nm。本發(fā)明的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，兩個(gè)電池単元的活性層可以盡可能的捕獲更多的太陽光，從而產(chǎn)生更多的電子和空穴，而連接兩電池的連接層為η摻雜層可以提高電池的導(dǎo)電性，使空穴和電子的注入效率得到提高。下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。實(shí)施例I本實(shí)施例中并聯(lián)式聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)為ΙΤ0基底/PED0T:PSS/Ρ3ΗΤ: PCBM/CsN3 : Bphen/P3HT: PCBM/PEDOT: PSS/A1。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備エ藝如下I、將ITO基底(其中，ITO為陽極層)依次用洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇清洗，且清洗時(shí)各超聲15min，去除玻璃表面的有機(jī)污染物，清洗干凈后對(duì)ITO基底的ITO層于功率為IOW條件下氧等離子表面處理15min ；2、將 PEDOT:PSS 水溶液(其中，PEDOT PSS 質(zhì)量比為 6 I ；PEDOT 與 PSS 的總質(zhì)量百分比為I. 5wt% )通過旋涂的方式制備在ITO基底的ITO層表面；烘干干燥，制得厚度為40nm的第一空穴緩沖層；3、將P3HT:PCBM氯苯溶液體系旋涂在第一空穴緩沖層表面，旋涂完后，在120°C下退火lOmin，制得厚度為200nm的第一活性層；其中，為P3HT:PCBM氯苯溶液體系中，溶劑為氯苯，P3HT與PCBM的總濃度為14mg/ml, P3HT PCBM的質(zhì)量比為I O. 8 ；4、在第一活性層表面蒸鍍厚度為50nm的η型摻雜層,材料為CsN3:Bphen,且Bphen為主體材料，CsN3為摻雜材料，且摻雜比例為20wt% ；5、在η型摻雜層表面再次旋涂第二活性層即將P3HT:PCBM氯苯溶液體系旋涂在η型摻雜層表面，旋涂完后，在120°C下退火lOmin，制得厚度為200nm的第二活性層；其中，P3HT:PCBM氯苯溶液體系中，溶劑為氯苯，P3HT與PCBM的總濃度為15mg/ml，P3HT PCBM的質(zhì)量比為I : 0.8 ;6、將 PED0T:PSS 水溶液(其中，PEDOT PSS 質(zhì)量比為 6 I ；PEDOT 與 PSS 的總質(zhì)量百分比為I. 5wt% )通過旋涂的方式制備在η型摻雜層表面；旋涂后烘干，制得厚度為 40nm的第二空穴緩沖層；7、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍陽極層，材料為Al，厚度為150nm ；8、上述制備エ藝完成后，得到所需并聯(lián)式聚合物太陽能電池。附圖3是實(shí)施例I的制備并聯(lián)式聚合物太陽能電池(結(jié)構(gòu)為IT0基底/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/CsN3:Bphen/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/A1)與對(duì)比例電池(結(jié)構(gòu)為ITO基底/PEDOT: PSS/P3HT: PCBM/LiF/Al)的電流密度與電壓關(guān)系。上述電流密度與電壓的測(cè)試，采用美國Keithly公司生成的型號(hào)為2602電流-電壓測(cè)試儀進(jìn)行的，測(cè)試エ藝為用500W氙燈(Osram)與AM I. 5的濾光片組合作為模擬太陽光的白光光源。從圖3中可以看到，對(duì)比例太陽能電池的電流密度為5. llmA/cm2，而本實(shí)施例中的太陽能電池的電流密度提高到了 7. 57mA/cm2 ;這說明，這種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能電池的電阻降低，使兩個(gè)活性層更有效的吸收了太陽光，而η摻雜使電子的傳輸效率電極收集電子的效率都得到了提高，最終使太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率得到了增強(qiáng)，對(duì)比例太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率僅為I. 19%，而本實(shí)施例I的能量轉(zhuǎn)換效率提高到了 1.86%。表I為曲線I和曲線2相對(duì)應(yīng)的具體數(shù)據(jù)；其中曲線I為實(shí)施例I的曲線，曲線2為對(duì)比例的曲線；表I
電流密度(mA cm-2)電壓(V) ~η (% )填充因子
曲線 I 7. 57O. 741.86O. 33
ft線 2 5. 110.65I. 19O. 35實(shí)施例2本實(shí)施例中并聯(lián)式聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)為ΙΖ0基底/PED0T:PSS/P3HT:PCBM/CsF:PBD/MDMO-PPV:PCBM/PEDOT:PSS/Ag。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備エ藝如下I、將IZO基底(其中，IZO為陽極層)依次用洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇清洗，且清洗時(shí)各超聲15min，去除玻璃表面的有機(jī)污染物，清洗干凈后對(duì)IZO基底的IZO表面于功率為30W條件下氧等離子表面處理IOmin ；2、將PED0T:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在IZO基底的IZO表面；烘干干燥，制得厚度為20nm的第一空穴緩沖層；3、將P3HT:PCBM甲苯溶液體系旋涂在第一空穴緩沖層表面，旋涂完后，在200°C下退火80min，制得厚度為300nm的第一活性層；其中，為P3HT:PCBM甲苯溶液體系中，溶劑為甲苯，P3HT與PCBM的總濃度為8mg/ml, P3HT PCBM的質(zhì)量比為I O. 8 ；4、在第一活性層表面蒸鍍厚度為150nm的η型摻雜層，材料為CsF:PBD，且PBD為主體材料，CsF為摻雜材料，且摻雜比例為60wt% ；5、在η型摻雜層表面再次旋涂第二活性層將MDM0_PPV:PCBM氯仿溶液體系旋涂在η型摻雜層表面，旋涂完后，在200°C下退火5min，制得厚度為300nm的第二活性層；其中，MDMO-PPV:PCBM氯仿溶液體系中，溶劑為氯仿，MDMO-PPV與PCBM的總濃度為24mg/ml， P3HT PCBM的質(zhì)量比為1:4;6、將PED0T:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在η型摻雜層表面；旋涂后烘干，制得厚度為20nm的第二空穴緩沖層；7、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍陽極層，材料為Ag，厚度為20nm ；8、上述制備エ藝完成后，得到所需并聯(lián)式聚合物太陽能電池。實(shí)施例3本實(shí)施例中并聯(lián)式聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)為FTO 基底 /PEDOT :PSS/MDMO-PPV:PCBM/LiF:TPBi/MEH-PPV: PCBM/PEDOT :PSS/Au。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備エ藝如下I、將FTO基底(其中，F(xiàn)TO為陽極層)依次用洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇清洗，且清洗時(shí)各超聲15min，去除玻璃表面的有機(jī)污染物，清洗干凈后對(duì)FTO基底的FTO表面于功率為50W條件下氧等離子表面處理5min ；2、將PEDOT:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在FTO基底的FTO表面；烘干干燥，制得厚度為80nm的第一空穴緩沖層；3、將MDM0_PPV:PCBM氯苯溶液體系旋涂在第一空穴緩沖層表面，旋涂完后，在50°C下退火lOOmin，制得厚度為120nm的第一活性層；其中，為MDMO-PPV:PCBM氯苯溶液體系中，溶劑為氯苯，MDMO-PPV與PCBM的總濃度為30mg/ml，MDMO-PPV PCBM的質(zhì)量比為1:1;4、在第一活性層表面蒸鍍厚度為IOnm的η型摻雜層，材料為LiF:TPBi，且TPBi為主體材料，LiF為摻雜材料，且摻雜比例為10wt% ；5、在η型摻雜層表面再次旋涂第二活性層即將MEH-PPV:PCBMニ甲苯溶液體系旋涂在η型摻雜層表面，旋涂完后，在180°C下退火lOOmin，制得厚度為150nm的第二活性層；其中，MEH-PPV:PCBM ニ甲苯溶液體系中，溶劑為ニ甲苯，MEH-PPV與PCBM的總濃度為26mg/ml, MEH-PPV PCBM 的質(zhì)量比為 I : 2;6、將PED0T:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在η型摻雜層表面；旋涂后烘干，制得厚度為60nm的第二空穴緩沖層；7、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍陽極層，材料為Au，厚度為180nm ；8、上述制備エ藝完成后，得到所需并聯(lián)式聚合物太陽能電池。
實(shí)施例4本實(shí)施例中并聯(lián)式聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)為ΑΖ0基底/PED0T:PSS/MEH-PPV: PCBM/Li2C03: TAZ/MEH-PPV: PCBM/PEDOT: PSS/Pt。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備エ藝如下I、將AZO基底依次用洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇,異丙醇清洗,且清洗時(shí)各超聲15min，去除玻璃表面的有機(jī)污染物，清洗干凈后對(duì)AZO基底的AZO表面于UV-臭氧處理5min ；2、將PEDOT:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在AZO基底的AZO表面；烘干干燥，制得厚度為70nm的第一空穴緩沖層，然后干燥處理；3、將MEH-PPV:PCBM甲苯和ニ甲苯溶液體系旋涂在第一空穴緩沖層表面，旋涂完后，在25°C下靜置24h，制得厚度為250nm的第一活性層；其中，MEH-PPV:PCBM甲苯和ニ甲苯溶液體系中，溶劑為甲苯和ニ甲苯，MEH-PPV與PCBM的總濃度為10mg/ml，MEH-PPV:PCBM的質(zhì)量比為1:1;4、在第一活性層表面蒸鍍厚度為IOOnm的η型摻雜層，材料為Li2CO3 = TAZ,且TAZ為主體材料，Li2CO3為摻雜材料，且摻雜比例為30wt% ；5、在η型摻雜層表面再次旋涂第二活性層即將MEH-PPV:PCBM ニ甲苯溶液體系旋涂在η型摻雜層表面，旋涂完后，在200°C下退火20min，制得厚度為160nm的第二活性層；其中，為MEH-PPV:PCBM ニ甲苯溶液體系中，溶劑為ニ甲苯，MEH-PPV與PCBM的總濃度為15mg/ml, MEH-PPV PCBM 的質(zhì)量比為 I 3 ；6、將PED0T:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在η型摻雜層表面；旋涂后烘干，制得厚度為30nm的第二空穴緩沖層；7、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍陽極層，材料為Pt，厚度為50nm ；8、上述制備エ藝完成后，得到所需并聯(lián)式聚合物太陽能電池。實(shí)施例5本實(shí)施例中并聯(lián)式聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)為ITO 基底 /PEDOT: PSS/MDMO-PPV: PCBM/Cs2C03: PBD/MEH-PPV: PCBM/PEDOT: PSS/A1。該并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備エ藝如下I、將ITO基底依次用洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇清洗，且清洗時(shí)各超聲15min，去除玻璃表面的有機(jī)污染物，清洗干凈后對(duì)ITO基底的ITO層于UV-臭氧處理20min ；2、將PEDOT:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在ITO基底的ITO層表面；烘干干燥，制得厚度為20nm的第一空穴緩沖層；3、將MDM0_PPV:PCBM氯苯溶液體系旋涂在第一空穴緩沖層表面，旋涂完后，在25°C下靜置48h，制得厚度為IOOnm的第一活性層；其中，為MDMO-PPV:PCBM氯苯溶液體系中，溶劑為氯苯，MDMO-PPV與PCBM的總濃度為8mg/ml，MDMO-PPV PCBM的質(zhì)量比為I : 3;4、在第一活性層表面蒸鍍厚度為80nm的η型摻雜層，材料為Cs2C03:PBD，且PBD為主體材料，Cs2CO3為摻雜材料，且摻雜比例為50wt% ；5、在η型摻雜層表面再次旋涂第二活性層即將MEH-PPV:PCBM氯苯溶液體系旋涂在η型摻雜層表面，旋涂完后，在70°C下退火50min，制得厚度為200nm的第二活性層；其中，為MEH-PPV:PCBM氯苯溶液體系中，溶劑為氯苯，MEH-PPV與PCBM的總濃度為24mg/ml，MEH-PPV PCBM 的質(zhì)量比為 I 4 ；6、將PED0T:PSS水溶液通過旋涂的方式制備在η型摻雜層表面；旋涂后烘干，制得厚度為30nm的第二空穴緩沖層；7、在第二空穴緩沖層表面蒸鍍陽極層，材料為Ag，厚度為250nm ；8、上述制備エ藝完成后，得到所需并聯(lián)式聚合物太陽能電池。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的表述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，該并聯(lián)式聚合物太陽能電池包括依次層疊的陽極基底、第一空穴緩沖層、第一活性層、n型摻雜層、第二活性層、第二空穴緩沖層、陽極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述陽極基底為銦錫氧化物玻璃、摻銦氧化鋅玻璃、摻氟氧化錫玻璃或摻鋁氧化鋅玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述第一空穴緩沖層和第二空穴緩沖層的材料分別為聚3，4- ニ氧こ撐噻吩與聚苯こ烯磺酸鈉的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述第一活性層和第二活性層的材料為聚3-己基噻吩、聚[2-甲氧基-5-(3，7. ニ甲基辛氧基)對(duì)苯撐こ烯]或聚[2-甲氧基-5_(2'-こ烯基-己氧基)聚對(duì)苯こ烯撐]與[6,6]-苯基-061_丁酸甲酷混合后形成的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述聚3-己基噻吩與[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯所形成的混合物中，聚3-己基噻吩與[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯的質(zhì)量比為I : I I : 0.8 ; 所述聚[2-甲氧基-5-(3, 7. ニ甲基辛氧基)對(duì)苯撐こ烯]與[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯所形成的混合物中，聚[2-甲氧基-5-(3，7. ニ甲基辛氧基)對(duì)苯撐こ烯]與[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯的質(zhì)量比為I : 4 I : I; 所述聚[2-甲氧基-5-(2'-こ烯基-己氧基)聚對(duì)苯こ烯撐]與[6，6]_苯基-C61-丁酸甲酯所形成的混合物中，聚[2-甲氧基-5-(2'-こ烯基-己氧基)聚對(duì)苯こ烯撐]與[6，6]_苯基-C61-丁酸甲酯的質(zhì)量比為I : 4 I : I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述n型摻雜層的材料為電子注入材料摻雜電子傳輸材料所形成的摻雜混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸材料為2_ (4-聯(lián)苯基)-5- (4-叔丁基)苯基-1,3,4-卩惡_-P坐、4, 7- _-苯基-1,10-菲羅琳、1,2,4-三唑衍生物或者N-芳基苯并咪唑； 所述電子注入材料為氟化鋰、碳酸鋰、碳酸銫、疊氮化銫或氟化銫。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，其特征在于，所述陰極層的材料為招、銀、金或鉬。
9.一種如權(quán)利要求I所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟 51、對(duì)陽極基底表面進(jìn)行清洗處理、干燥后備用； 52、在陽極基底的陽極層表面旋涂第一空穴緩沖層，干燥后再在該空穴緩沖層表面旋涂第一活性層，隨后干燥處理； 53、在干燥的第一活性層表面蒸鍍n型摻雜層； 54、在n型摻雜層的表面旋涂第二活性層，隨后干燥處理；接著在第二活性層表面旋涂第二空穴緩沖層，然后干燥處理； 55、在第二空穴緩沖層的表面蒸鍍陽極層，制得所述并聯(lián)式聚合物太陽能電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的并聯(lián)式聚合物太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟SI中的清洗處理包括將陽極基底依次在洗潔精，去離子水，丙酮，こ醇，異丙醇中超聲清洗。 ·
全文摘要
本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，其公開了一種并聯(lián)式聚合物太陽能電池，包括依次層疊的陽極基底、第一空穴緩沖層、第一活性層、n型摻雜層、第二活性層、第二空穴緩沖層、陽極層。本發(fā)明的并聯(lián)式聚合物太陽能電池，兩個(gè)電池單元的活性層可以盡可能的捕獲更多的太陽光，從而產(chǎn)生更多的電子和空穴，而連接兩電池的連接層為n摻雜層可以提高電池的導(dǎo)電性，使空穴和電子的注入效率得到提高。
文檔編號(hào)H01L51/48GK102856498SQ201110177528
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者周明杰, 王平, 黃輝, 陳吉星 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司