專利名稱：一種有機太陽能電池及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機光伏器件技術領域，特別涉及一種有機太陽能電池及其制備方法。
背景技術：
有機太陽能電池(以下簡稱0PV)是繼硅系太陽能電池、化合物半導體薄膜太陽能電池之后的第三代新型太陽能電池。最為廉價和有吸引力的太陽能電池材料非有機物莫屬一方面由于有機材料合成成本低、功能易于調(diào)制、柔韌性及成膜性都較好；另一方面由于有機太陽能電池加工過程相對簡單，可低溫操作，器件制作成本也較低。除此之外，有機太陽能電池的獨特優(yōu)勢在于可實現(xiàn)大面積制造、可使用柔性襯底、環(huán)境友好、輕便易攜等。有機太陽能電池發(fā)展迅速，目前有單結、雙結和多結等多種結構。其中，單結有機太陽能電池由于結構和制備工藝簡單，是最為常用的電池結構，但是，由于單結結構有機太陽能電池中的半導體材料只能吸收太陽光譜中某一特定波長的光，利用單結有機太陽能電池很難達到高光電轉(zhuǎn)換效率。雙結和多結有機太陽能電池可以捕捉更大范圍的太陽能光譜，提高其效率。以雙結有機太陽能電池來說，因其底電池和頂電池中有機半導體材料能帶的不同，可吸收不同波長的光子，得到較高的轉(zhuǎn)換效率。但雙結或多結有機太陽能存在以下三個弊端一是所有結的電流需要匹配，制備工藝復雜；二是載流子需要穿越相鄰的界面復合區(qū)域，電流損失大；二是制造成本聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有有機太陽能電池器件所存在的問題和不足，提供一種光電轉(zhuǎn)換效率高的單結有機太陽能電池。本發(fā)明要解決的另一技術問題是提供一種有機太陽能電池的制備方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為
一種有機太陽能電池，包括陽極、空穴傳輸層、活性層、電子傳輸層、陰極，所述的陽極或陰極為透明電極，所述的活性層包括有機給體材料、有機受體材料和量子點納米顆粒，量子點納米顆粒占活性層的重量比為O. 1% 10%。上述有機太陽能電池，所述的量子點納米顆粒由I1-VI族或II1- V族元素組成。上述有機太陽能電池，所述的量子點納米顆粒為銦化鎵、氮化鎵、砷化鎵、硫化鎘、硒化鎘、硫化鋅、硒化鋅、氮化銦砷、銦砷化鎵或硫化硒鎘。上述有機太陽能電池，所述的量子點納米顆粒粒徑為I 10nm。上述有機太陽能電池，所述的量子點納米顆粒占活性層的重量比為O. 5% 5%。上述有機太陽能電池，所述的透明電極是由透明基材及其上的銦錫氧化物、摻氟氧化錫、摻鋁氧化鋅或摻鎵氧化鋅導電層組成。上述有機太陽能電池，所述空穴傳輸層為聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸 鹽、三氧化鑰、五氧化二釩或氧化鎳。
上述有機太陽能電池，所述電子傳輸層為氧化鈦、氧化鋅、氟化鋰、碳酸銫或二異
丙氧基雙乙酰丙酮鈦。一種有機太陽能電池的制備方法，所述方法包括如下步驟
(1)清洗透明陽極，蝕刻電極圖案后清洗、烘干、紫外/臭氧處理；
(2)在上述處理的透明陽極表面沉積空穴傳輸層；
(3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層表面涂布摻雜量子點納米顆粒的有機活性液，加熱或真空干燥形成活性層；
(4)在氮氣保護下，在活性層表面沉積，并干燥形成電子傳輸層；
(5)在電子傳輸層上鍍制金屬陰極，得到太陽能電池。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有機太陽能電池采用在活性層中摻雜量子點納米顆粒，量子點納米顆粒能夠吸收低于有機半導體吸收譜波長的光，產(chǎn)生與有機半導體材料吸收譜相同波長的光，量子點納米顆粒產(chǎn)生的發(fā)射光被有機半導體材料吸收，增加了有機半導體材料對低于其吸收譜波長太陽光的利用，拓寬了有機半導體材料對太陽光的吸收譜，增強了有機太陽能電池對太陽光的利用率，顯著提高了有機太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的有機太陽能電池采用單結結構，通過在活性層中摻雜與有機半導體材料吸收譜相同波長發(fā)射譜的量子點納米顆粒，可制作媲美雙結和多結光電轉(zhuǎn)換效率的有機太陽能電池，制造工藝簡單，成本低，更適用于大面積產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。


圖1和圖2是本發(fā) 明產(chǎn)品的結構示意圖。附圖中各標號清單為1_透明陽極；2_空穴傳輸層；3_活性層；4_電子傳輸層；5-金屬陰極；6_透明陰極；7_金屬陽極；100_本發(fā)明傳統(tǒng)結構有機太陽能電池200-本發(fā)明倒置結構有機太陽能電池。
具體實施例方式適合本發(fā)明的有機太陽能電池為透明陽極/空穴傳輸層/活性層/電子傳輸層/金屬陰極結構的傳統(tǒng)太陽能電池或透明陰極/電子傳輸層/活性層/空穴傳輸層/金屬陽極倒置結構太陽能電池兩種。下面以傳統(tǒng)結構太陽能電池進行說明。適合本發(fā)明的透明陽極為在透明基材上沉積透明導電層，太陽光從透明陽極進入器件。透明基材可采用透光率大于等于75%的玻璃或柔性塑料基材，優(yōu)選透光率大于等于80%，柔性塑料基材可選自厚度為O. 05 O. 2mm的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酰亞胺(PI)中的任意一種，優(yōu)選的是價格低廉、性能優(yōu)良的聚對苯二甲酸乙二醇酯PET。透明導電層可以選自功函數(shù)介于4.3-4. SeV的銦錫氧化物(ΙΤ0)、摻氟的氧化錫(FT0)、摻鋁的氧化鋅(AZO)和摻鎵的氧化鋅(GZO)中的一種，制備方法為公知的磁控濺射法、離子濺射法、真空蒸鍍法、原子層沉積法中的任意一種，透明導電層的方塊電阻為5 120 Ω / 口，優(yōu)選8 60 Ω / 口。空穴傳輸層沉積在透明陽極的導電層表面，是指能夠平滑陽極表面、修飾能級，提高電池中空穴在透明陽極上的注入能力，減少空穴和電子的復合幾率，提高有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換性能。適合于本發(fā)明的空穴傳輸層可選自功函數(shù)介于5. 0-5. 4eV的聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT:PSS)、三氧化鑰(Mo03)、五氧化二釩(V2O5)和氧化鎳(NiO)中的任意一種。活性層沉積在空穴傳輸層表面，為光吸收層，包括有機給體材料、有機受體材料和量子點納米顆粒。該活性層吸收光子產(chǎn)生激子(束縛的電子空穴對)，激子擴散至有機半導體界面發(fā)生分離產(chǎn)生自由電子和空穴，然后分別傳輸?shù)疥帢O和陽極，再通過外電路形成回路，就產(chǎn)生了光電流和光電壓。可以說，活性層吸收光子的數(shù)量，即對太陽光的利用率直接決定著電池內(nèi)量子效率的高低，從而影響電池光電轉(zhuǎn)換效率的高低。對于傳統(tǒng)有機太陽能電池活性層而言,只含有機半導體材料,包括給體材料和受體材料,它們都有各自特定的LUMO (最低分子未占有軌道)能級、HOMO (最高分子占有軌道)能級和帶隙Eg，對應著單一特定的吸收波長，而其它絕大部分波段的光子均不能被吸收。量子點納米顆粒，又可稱為納米晶，它的粒徑介于I IOnm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構，受激后可以發(fā)射熒光。與其它吸光材料相比，量子點 由于受量子尺寸效應和介電限域效應的影響，半導體量子點顯示出獨特的發(fā)光特性。主要表現(xiàn)為1)發(fā)光譜可以調(diào)控，通過改變半導體量子點的尺寸和化學元素組成可以使其熒光發(fā)射波長覆蓋整個可見光區(qū)。2)具有寬而連續(xù)的吸收峰，量子點能吸收比它發(fā)射波長更短波長的所有“較藍”的光。3)具有較高的發(fā)光效率。本發(fā)明的有機太陽能電池采用在活性層中摻雜與有機半導體材料吸收譜相同波長發(fā)射譜的量子點納米顆粒，通過量子點納米顆粒吸收低于有機半導體吸收譜波長的光而產(chǎn)生的發(fā)射光譜，被有機半導體材料吸收，增加了有機半導體材料對低于其吸收譜波長太陽光的利用，拓寬了有機半導體材料對太陽光的吸收譜，增強了有機太陽能電池對太陽光的利用率，顯著提高了有機太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。適合于本發(fā)明活性層中的量子點納米顆粒由I1-VI族或II1- V族元素組成，可以是二元組分，如銦化鎵(InAs )、氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs )、硫化鎘(CdS)、硒化鎘(CdSe )、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)等量子點；也可以是三元組分，如氮化銦砷(InGaN)、銦砷化鎵(InGaAs)、硫化硒鎘(CdSeS)等量子點，上述量子點納米顆粒在400_760nm的范圍內(nèi)具有不同的光致發(fā)射譜。本發(fā)明活性層中量子點納米顆粒占活性層的重量比為O. 1% 10%，優(yōu)選為O. 5% 5%。低于O. 1%的話，量子點納米顆粒含量過少，導致活性層不能充分吸收太陽光；高于10%的話，量子點納米顆粒容易在活性層有機半導體中團聚，阻礙激子(電子-空穴對)在有機半導體界面的分離，從而影響電池光電流和光電壓。電子傳輸層沉積在活性層表面，是指通過修飾能級起到傳輸電子和阻擋空穴的作用，也有利于改善活性層內(nèi)部光場強度分布，從而使活性層的吸收進一步增強，進而達到了提高效率的目的。適合于本發(fā)明的電子傳輸層可以選自氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)、氟化鋰(LiF)、碳酸銫(Cs2CO3)或二異丙氧基雙乙酰丙酮鈦(TIPD)。金屬陰極沉積在電子傳輸層表面，用于收集電子。適合于本發(fā)明的金屬陰極可選用功函數(shù)在4. 3eV以下的金屬鋁、銀、鈣或鎂中的任意一種。倒置結構有機太陽能電池的透明陰極與傳統(tǒng)結構有機太陽能電池的陽極相同；倒置結構有機太陽能電池的金屬陽極與傳統(tǒng)結構有機太陽能電池的金屬陰極材料相同；其他各層均與傳統(tǒng)結構太陽能電池相同。
一種有機太陽能電池的制備方法，該方法包括如下步驟
1)清洗透明陽極。蝕刻電極圖案后采用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇依次各超聲IOmin ;烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理10_20min。2)在上述處理的透明陽極表面沉積空穴傳輸層。PEDOT:PSS層可采用旋涂、噴涂、微凹版涂布、條縫涂布中的任一種制備方法;Mo03、V205或NiO層可采用磁控濺射法、離子濺射法、真空蒸鍍法、原子層沉積法中的任一種制備方法。3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層表面采用旋涂、噴涂、微凹版涂布、條縫涂布中的任一種涂布方法制備摻雜量子點納米顆粒的有機活性液，加熱或真空干燥形成摻雜量子點的活性層。4)在氮氣保護下，在活性層表面沉積，并干燥形成電子傳輸層。Cs2CO3或Tiro層可采用旋涂、噴涂、微凹版涂布·、條縫涂布中的任一種制備方法；Ti02、ZnO或LiF層可采用磁控濺射法、離子濺射法、真空蒸鍍法、原子層沉積法中的任一種制備方法。5)在電子傳輸層表面采用磁控濺射法、離子濺射法、真空蒸鍍法中的任一種制備方法鍍制金屬陰極。以下結合實施例中對本發(fā)明提供的一種傳統(tǒng)結構有機太陽能電池進行詳細說明，但本發(fā)明并不限于此。實施例1
O將2cmX3cm大小ΡΕΤ/ΙΤ0 (珠海凱為電子元器件有限公司，方阻32 Ω / □，透過率83%)蝕刻陽極圖案后，洗滌靈清洗，然后依次用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇超聲振蕩IOmin,烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理IOmin后待用；
2)在空氣中，在上述透明陽極表面旋涂厚度為42nm的PEDOT:PSS空穴傳輸層，110°C干燥 IOmin ；
3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層PED0T:PSS上旋涂厚度為210nm的含有粒徑為1.1nm的CdSeS量子點納米顆粒(發(fā)射峰535nm，峰寬32nm)的有機活性層P3HT (吸收峰535nm) :PC61BM (P3HT:PC61BM: CdSeS=50:50: 5，重量比)，130°C退火 IOmin ；
4)利用真空蒸鍍法在有機活性層表面沉積厚度為O.7nm的LiF電子傳輸層；
5)借助方形掩膜板，在電子傳輸層表面真空蒸鍍厚度為120nm的Al做陰極，制成本發(fā)明傳統(tǒng)結構有機太陽能電池。器件結構PET/IT0/PED0T:PSS/P3HT= PC61BM (摻雜 CdSeS)/LiF/Al，有效面積為O. 16cm2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。測試條件光譜分布AM1. 5G，光照強度1000W/m2，AAA太陽光模擬器(日本SAN-EI公司XES-502S+ELS155型)，1-V曲線用Keithly2400型數(shù)字源表進行測量，所有測試均在大氣環(huán)境下進行。實施例2
1)將2cmX3cm大小FTO導電玻璃(日本NSG公司，方阻5.1 Ω / 口，透過率86%)蝕刻陽極圖案后，洗滌靈清洗，然后依次用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇超聲振蕩lOmin，烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理20min后待用；
2)在空氣中，在上述透明陽極表面磁控濺射厚度為IOnm的MoO3空穴傳輸層；
3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層MoO3表面噴涂厚度為IlOnm的含有納米粒徑為9.8nm的GaAs量子點納米顆粒(發(fā)射峰692nm，峰寬26nm)的有機活性層PBDTTT-C_T(吸收峰631nm和 692nm) :PC71BM (PBDTTT-C-T:PC71BM: GaAs=40:60:10，重量比)，真空干燥；
4)利用磁控濺射法在有機活性層表面沉積厚度為8nm的ZnO電子傳輸層；
5)借助方形掩膜板，在電子傳輸層表面真空蒸鍍厚度為IOOnm的Ag做陰極，制成本發(fā)明傳統(tǒng)結構有機太陽能電池。器件結構玻璃/FTO/ Mo03/PBDTTT-C-T IPC71BM (摻雜 GaAs)/ZnO/Ag，有效面積為O. 16cm2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。測試條件光譜分布AM1. 5G，光照強度1000W/m2，AAA太陽光模擬器(日本SAN-EI公司XES-502S+ELS155型)，1-V曲線用Keithly2400型數(shù)字源表進行測量，所有測試均在大氣環(huán)境下進行。實施例3
1)將2cmX3cm大小AZO導電玻璃(珠海凱為電子元器件有限公司，方阻120 Ω / □，透過率85%)蝕刻陽極圖案后，洗滌靈清洗，然后依次用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇超聲振蕩lOmin，烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理15min后待用；
2)在空氣中，在上述透明陽極表面磁控濺射厚度為7nm的NiO空穴傳輸層；
3)在氮氣保護下，利用微凹版涂布法在空穴傳輸層NiO表面沉積厚度為80nm的含有納米粒徑為4. 5nm的CdS量子點納米顆粒(發(fā)射峰565nm，峰寬34nm)的有機活性層P⑶TBT(吸收峰 565nm) :PC71BM (PCDTBT:PC71BM: CdS =20:80: 7，重量比)，60°C退火 IOmin ;
4)利用離子濺射法在有機活性層表面 沉積厚度為12nm的TiO2電子傳輸層；
5)借助方形掩膜板，在電子傳輸層表面真空蒸鍍厚度為IlOnm的Al做陰極，制成本發(fā)明傳統(tǒng)結構有機太陽能電池。器件結構玻璃/AZO/NiO/PCDTBT: PC71BM (摻雜 CdS) /TiO2Al，有效面積為0. 16cm2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。測試條件光譜分布AM1. 5G，光照強度1000W/m2，AAA太陽光模擬器(日本SAN-EI公司XES-502S+ELS155型)，1-V曲線用Keithly2400型數(shù)字源表進行測量，所有測試均在大氣環(huán)境下進行。實施例4
O將2cmX3cm大小ΡΕΝ/ΙΤ0 (營口奧匹維特新能源有限公司，方阻13Ω/ □，透過率80%)蝕刻陽極圖案后，洗滌靈清洗，然后依次用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇超聲振蕩IOmin,烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理18min后待用；
2)在空氣中，在上述透明陽極表面磁控濺射厚度為IOnm的V2O5空穴傳輸層；
3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層V2O5表面旋涂厚度為230nm的含有ZnS量子點納米顆粒(發(fā)射峰535nm，峰寬28nm)的納米粒徑為3. 2nm的有機活性層P3HT(吸收峰535nm): PC61BM(P3HT:PC61BM: ZnS =50:50: 2，重量比)，150°C退火 IOmin ;
4)在有機活性層表面噴涂厚度為Inm的Cs2CO3電子傳輸層；
5)借助方形掩膜板，在電子傳輸層表面真空蒸鍍厚度為IOOnm的Ag做陰極，制成本發(fā)明傳統(tǒng)結構有機太陽能電池。器件結構=PEN/1TO/ V205/P3HT: PC61BM (摻雜 ZnS) / Cs2CO3Ag,有效面積為
0.16cm2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。測試條件光譜分布AM1. 5G，光照強度1000W/m2，AAA太陽光模擬器(日本SAN-EI公司XES-502S+ELS155型)，1-V曲線用Keithly2400型數(shù)字源表進行測量，所有測試均在大氣環(huán)境下進行。實施例51)將2cmX3cm大小AZO導電玻璃(珠海凱為電子兀器件有限公司，方阻9 Ω / □,透過率80%)蝕刻陽極圖案后，洗滌靈清洗，然后依次用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇超聲振蕩lOmin，烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理12min后待用；
2)在空氣中，在上述透明陽極表面旋涂厚度為35nm的PEDOT:PSS空穴傳輸層，110°C干燥 IOmin ；
3)在氮氣保護下，利用條縫涂布法在空穴傳輸層PEDOT:PSS表面沉積厚度為IlOnm的含有納米粒徑為7. 8nm的InGaAs量子點納米顆粒(發(fā)射峰682nm，峰寬30nm)的有機活性層PBDTTT-C (吸收峰 630nm 和 682nm) :PC71BM (PBDTTT-C:PC71BM:1nGaAs =40:60:0. 1，重量
比)，真空干燥；
4)在有機活性層表面旋涂厚度為12nm的TITO電子傳輸層；
5)借助方形掩膜板，在電子傳輸層表面真空蒸鍍厚度為IOOnm的Ag做陰極，制成本發(fā)明傳統(tǒng)結構有機太陽能電池。器件結構玻璃/AZO/ PEDOT :PSS/PBDTTT-C = PC71BM (摻雜 InGaAs)/TIPD/Ag，有效面積為O. 16cm2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。測試條件光譜分布AM1. 5G，光照強度IOOOW/m2，AAA 太陽光模擬器(日本 SAN-EI 公司 XES-502S+ELS155 型)，1-V 曲線用 Keithly2400型數(shù)字源表進行測量，所有測試均在大氣環(huán)境下進行。對比例I
除活性層中未含有量子點納米顆粒外，其它制作方法、器件結構和測試條件同實施例1，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。對比例2
除活性層中未含有量子點納米顆粒外，其它制作方法、器件結構和測試條件同實施例2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。對比例3
除活性層中未含有量子點納米顆粒外，其它制作方法、器件結構和測試條件同實施例3，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。對比例4
除活性層中未含有量子點納米顆粒外，其它制作方法、器件結構和測試條件同實施例4，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。對比例5
除活性層中未含有量子點納米顆粒外，其它制作方法、器件結構和測試條件同實施例5，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。對比例6
O將2cmX3cm大小PET/ITO (珠海凱為電子元器件有限公司，方阻32 Ω / □，透過率83%)蝕刻陽極圖案后，洗滌靈清洗，然后依次用純水、無水乙醇、丙酮和異丙醇超聲振蕩IOmin,烘干后紫外/臭氧(功率70W)處理IOmin后待用；
2)在上述透明陽極表面旋涂厚度為30nm的PEDOT:PSS空穴傳輸層，110°C干燥IOmin；
3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層PEDOT:PSS表面旋涂厚度為150nm的有機活性層P3HT:PC61BM (1:1，重量比)，130°C退火 IOmin ；
4)利用磁控濺射法在有機活性層表面沉積厚度為8nm的ZnO薄膜；5)在ZnO薄膜表面再旋涂厚度為30nm的PEDOT:PSS薄膜，110°C干燥IOmin；
6)在ZnO薄膜表面再旋涂厚度為70nm的有機活性層PBDTTT-C-T:PC71BM(1:1. 5，重量比)，真空干燥；
7)在有機活性層PBDTTT-C-T= PC71BM表面再利用磁控濺射法沉積厚度為8nm的ZnO薄
膜；
8)借助方形掩膜板，在電子傳輸層ZnO表面真空蒸鍍厚度為IlOnm的Al做陰極，制成疊層串聯(lián)雙結有機太陽能電池。器件結構玻璃/FTO/PEDOT: PSS/ P3HT: PC61BM/ZnO/PEDOT: PSS/ PBDTTT-C-T:PC71BM /ΖηΟ/Al，有效面積為O. 16cm2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表I。測試條件光譜分布
AM1. 5G，光照強度1000W/m2，AAA太陽光模擬器(日本SAN-EI公司XES-502S+ELS155型)，1-V曲線用Keithly2400型數(shù)字源表進行測量，所有測試均在大氣環(huán)境下進行。表1:各實施例性能數(shù)據(jù)表
權利要求
1.一種有機太陽能電池，包括陽極、空穴傳輸層、活性層、電子傳輸層、陰極，所述的陽極或陰極為透明電極，其特征在于，所述的活性層包括有機給體材料、有機受體材料和量子點納米顆粒，量子點納米顆粒占活性層的重量比為O. 1% 10%。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述的量子點納米顆粒由I1- VI族或II1- V族元素組成。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述的量子點納米顆粒為銦化鎵、氮化鎵、砷化鎵、硫化鎘、硒化鎘、硫化鋅、硒化鋅、氮化銦砷、銦砷化鎵或硫化硒鎘。
4.根據(jù)權利要求3所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述的量子點納米顆粒粒徑為I IOnm0
5.根據(jù)權利要求4所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述的量子點納米顆粒占活性層的重量比為O. 5% 5%。
6.根據(jù)權利要求5所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述的透明電極是由透明基材及其上的銦錫氧化物、摻氟氧化錫、摻鋁氧化鋅或摻鎵氧化鋅導電層組成。
7.根據(jù)權利要求6所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層為聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽、三氧化鑰、五氧化二釩或氧化鎳。
8.根據(jù)權利要求7所述的有機太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層為氧化鈦、氧化鋅、氟化鋰、碳酸銫或二異丙氧基雙乙酰丙酮鈦。
9.一種權利要求1 8所述的有機太陽能電池的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟 (1)清洗透明陽極，蝕刻電極圖案后清洗、烘干、紫外/臭氧處理； (2)在上述處理的透明陽極表面沉積空穴傳輸層； (3)在氮氣保護下，在空穴傳輸層表面涂布摻雜量子點納米顆粒的有機活性液，加熱或真空干燥形成活性層； (4)在氮氣保護下，在活性層表面沉積電子傳輸層并干燥； (5)在電子傳輸層上鍍制金屬陰極，得到有機太陽能電池。
全文摘要
一種有機太陽能電池及其制備方法，包括陽極、空穴傳輸層、活性層、電子傳輸層、陰極，所述的陽極或陰極為透明電極，所述的活性層包括有機給體材料、有機受體材料和量子點納米顆粒，量子點納米顆粒占活性層的重量比為0.1%～10%。本發(fā)明的有機太陽能電池采用在活性層中摻雜與有機半導體材料吸收譜相同波長發(fā)射譜的量子點納米顆粒，拓寬了有機半導體材料對太陽光的吸收譜，增強了有機太陽能電池對太陽光的利用率，顯著提高了有機太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L51/44GK103050627SQ201210498158
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權日2012年11月29日
發(fā)明者侯麗新, 劉賢豪, 沙印林, 鄭文耀 申請人:中國樂凱膠片集團公司