專利名稱：有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，屬于太陽(yáng)能電池制造領(lǐng)域，可用于有機(jī)發(fā)光材料的薄膜層，染料敏化太陽(yáng)電池的活性層。
技術(shù)背景 19世紀(jì)50年代，Bell實(shí)驗(yàn)室制備了首個(gè)晶體硅太陽(yáng)電池，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)6%左右，自那時(shí)起，無(wú)機(jī)太陽(yáng)電池開始被廣泛研究。目前，無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池以硅基為主，最高的硅基太陽(yáng)電池效率達(dá)到24%，逐漸接近于理論上限30%，但在市場(chǎng)化方面，由于制作條件苛刻， 生產(chǎn)成本高，其總量依然不及全球能量總量的0. 1%。聚合物太陽(yáng)電池，以聚合物材料為活性層，可與柔性襯底很好結(jié)合，具有材料來(lái)源廣泛、重量輕、制備工藝簡(jiǎn)單(可通過(guò)旋涂、噴墨打印等方法成膜)、可大面積成膜等優(yōu)點(diǎn)而成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。目前聚合物太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)換效率在5%-8%之間，限制聚合物太陽(yáng)電池的關(guān)鍵因素之一是活性層材料的電荷遷移率低(約為10_3 cm2 · V"1 · S—1)，與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)硅晶體具有IO4 cm2 · V"1 · S"1的遷移率相差甚遠(yuǎn)。近20年來(lái)，人們通過(guò)不懈的努力來(lái)提高聚合物太陽(yáng)電池的遷移率。1995年，Yu等用MEH-PPV與C60衍生物PCBM混合作為活性層制備了聚合物體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。器件在20 mW/cm2、430 nm單色光照射下，能量轉(zhuǎn)換效率為2. 9%。這是首個(gè)基于聚合物材料與PCBM受體制備的體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)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?；ゴ┚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增大了激子的分離界面，形成網(wǎng)絡(luò)狀連續(xù)相，利于載流子傳輸電荷。2001年，Shaheen等用氯苯做成膜溶劑制備活性層(MDM0-PPVPCBM)，與甲苯做成膜溶劑相比較，由氯苯所制備的體異質(zhì)給受體混合膜具有更細(xì)化的分相，有利于電荷的有效分離，在80 mW/cm2、AMl. 5的模擬太陽(yáng)光照射下能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)2. 5%。2003年，Padinger等基于P3HT PCBM制備了電池，通過(guò)對(duì)制備完的器件進(jìn)行退火和施加外電場(chǎng)的后處理，電池性能大幅度提高，優(yōu)化的器件性能在80 mff/cm2白光照射下， 能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)3. 5%，外量子效率光譜峰值處達(dá)70%。2005年，美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的Alan J. Heeger教授研究小組對(duì) P3HT:PCBM結(jié)構(gòu)的器件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，優(yōu)化了退火溫度和時(shí)間及給受體比例，在150°C 下退火30分鐘，P3HT(10 mg/ml), PCBM(8 mg/ml)得到了最佳化的電池特性，在80 mW/cm2、 AMI. 5的模擬太陽(yáng)光照射下能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)5%。在2007年該小組采用“級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)”使聚合物太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)6. 5%。2009年，由Kwang-hee Lee和Alan J. Heeger領(lǐng)導(dǎo)的研究小組將PCDTBT及PC70BM的體異質(zhì)結(jié)體系的單結(jié)有機(jī)薄膜光伏電池的單元轉(zhuǎn)換效率提高到了 6. 1%。2009年11月初已有報(bào)道有機(jī)太陽(yáng)電池的效率提高到了 7. 6%。然而目前的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率還不是很高，有待進(jìn)一步的提升。因此，針對(duì)上述問(wèn)題是本實(shí)用新型的研究目的。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，該設(shè)備有利于增強(qiáng)太陽(yáng)能電池中活性層的短路電流密度，提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)用新型的另一特征在于一種有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備， 其特征在于包括環(huán)形磁路導(dǎo)體，所述磁路導(dǎo)體上設(shè)有聯(lián)接在兩側(cè)內(nèi)環(huán)面上的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的磁塊，所述兩個(gè)磁塊極性相反，之間形成磁場(chǎng)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)活性層進(jìn)行磁場(chǎng)處理，可有效提升太陽(yáng)能電池的短路電流密度及最大輸出功率，提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率，從而提升太陽(yáng)能電池的性能。

圖1本實(shí)用新型磁化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，一種有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，包括環(huán)形磁路導(dǎo)體1， 所述磁路導(dǎo)體1上設(shè)有聯(lián)接在兩側(cè)內(nèi)環(huán)面上的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的磁塊2，所述兩個(gè)磁塊2極性相反，之間形成磁場(chǎng)，兩個(gè)磁塊2之間放置需磁處理晾干的有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池活性層。上述磁塊2與磁路導(dǎo)體1之間通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿3連接以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)兩磁塊的間距，從而調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度。上述磁塊2為永磁體或電磁鐵，電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過(guò)調(diào)節(jié)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施過(guò)程在太陽(yáng)能電池制備過(guò)程中，需將在陽(yáng)極緩沖層上涂覆上有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池活性層后將制品置于本實(shí)用新型磁化設(shè)備的磁場(chǎng)中并與磁場(chǎng)磁力線成30到 90度的夾角進(jìn)行磁化晾干。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，其特征在于包括環(huán)形磁路導(dǎo)體， 所述磁路導(dǎo)體上設(shè)有聯(lián)接在兩側(cè)內(nèi)環(huán)面上的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的磁塊，所述兩個(gè)磁塊極性相反， 之間形成磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，其特征在于 所述磁塊與磁路導(dǎo)體之間通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿連接以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)兩磁塊的間距，從而調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，其特征在于所述磁塊為永磁體或電磁鐵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池制備的磁處理設(shè)備，其特征在于包括環(huán)形磁路導(dǎo)體，所述磁路導(dǎo)體上設(shè)有聯(lián)接在兩側(cè)內(nèi)環(huán)面上的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的磁塊，所述兩個(gè)磁塊極性相反，之間形成磁場(chǎng)。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)活性層進(jìn)行磁場(chǎng)處理，可有效提升太陽(yáng)能電池的短路電流密度及最大輸出功率，提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率，從而提升太陽(yáng)能電池的性能。
文檔編號(hào)H01F13/00GK202076329SQ20112002587
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者劉銀春 申請(qǐng)人:福建農(nóng)林大學(xué)