專利名稱：有機(jī)太陽能電池、制備方法及提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種有機(jī)太陽能電池、制備方法及提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)太陽能電池器件通常包括玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層和陰極層，是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型太陽能電池，具有成本低、質(zhì)量輕、制造工藝簡(jiǎn)單、柔韌性良好并可采用直接打印的方法制備等優(yōu)點(diǎn)，因而成為近些年新材料和新能源領(lǐng)域最富活力和生機(jī)的研究前沿之一。然而，目前有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低，極大的限制了其發(fā)展和應(yīng)用。因此各種提高有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率成為國(guó)內(nèi)外研究者研究的焦點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種通過提高光吸收效率來提高光電轉(zhuǎn)化效率的有機(jī)太陽能電池，以更好地滿足使用需求。
本發(fā)明的目的之二是提供前述有機(jī)太陽能電池的制備方法。
本發(fā)明的目的之三是提供一種提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法。
本發(fā)明的目的之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:
有機(jī)太陽能電池包括玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層和陰極層，其特征在于，在所述陰極層外附加有液晶反射層，所述液晶反射層包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷的液晶膜，所述液晶膜的液晶材料由90—99wt%的LC242和I一 10wt%的LC756組成。
在上述技術(shù)方案下，本發(fā)明優(yōu)選這樣實(shí)現(xiàn):
所述有機(jī)太陽能電池中，所述液晶材料由95.53wt%的LC242和4.47wt%的LC756混合并溶于有機(jī)溶劑組成，所述有機(jī)活性層由P3HT與PCBM按質(zhì)量比1:1組成并溶于有機(jī)溶劑制成。
所述有機(jī)太陽能電池中，所述液晶材料由96.42wt%的LC242與3.58wt%的LC756混合并溶于有機(jī)溶劑組成，所述有機(jī)活性層的活性物質(zhì)選自:①由PBDTTT-C-T與PC71BM按質(zhì)量比1:1.5組成并溶于有機(jī)溶劑制成的有機(jī)活性層溶液；或②由PCDTBT與PC7tlBM按質(zhì)量比為1:2組成并溶于有機(jī)溶劑制成的有機(jī)活性層溶液。
本發(fā)明的目的之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:
所述有機(jī)太陽能電池的制備方法，包括對(duì)玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層和陰極層進(jìn)行制備的步驟，還包括在所述陰極層上附加液晶反射層的步驟:
a、由90— 99wt%的LC242和I一 10wt%的LC756組成的液晶材料溶于有機(jī)溶劑中備用;
b、取半波片，旋涂a步驟的液晶材料并成膜，制成包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷有液晶膜的液晶反射層；
C、將玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層、陰極層以及所述液晶反射層封裝在一起制成有機(jī)太陽能電池。
所述有機(jī)太陽能電池的制備方法中，所述液晶材料由95.53wt%的LC242和4.47wt% 的 LC756 組成，或由 96.42wt% 的 LC242 與 3.58wt% 的 LC756 組成。
所述有機(jī)太陽能電池的制備方法中，a步驟所述有機(jī)溶劑為二甲苯。
所述有機(jī)太陽能電池的制備方法中，a步驟所述液晶材料經(jīng)有機(jī)溶劑溶解后于溫度80±2°C，搖床8小時(shí)以上混勻。
所述有機(jī)太陽能電池的制備方法中，b步驟所述成膜的步驟為:將旋涂后的半波片放入85°C烤箱中20— 30秒，隨后放入充滿N2的手套箱中，經(jīng)紫外燈照射10 — 20分鐘形成固體的膜。
本發(fā)明的目的之三是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法，是在有機(jī)太陽能電池的陰極層外附加液晶反射層，所述液晶反射層包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷的液晶膜，所述液晶膜的液晶材料由90— 99wt%的LC242和I一 10wt%的LC756組成。
所述提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法中，所述液晶材料由95.53wt%的LC242 和 4.47wt% 的 LC756 組成，或由 96.42wt% 的 LC242 與 3.58wt% 的 LC756 組成。
本發(fā)明的有機(jī)太陽能電池，在所述陰極層外附加有液晶反射層，所述液晶反射層包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷的液晶膜。引入液晶反射層可增加電池對(duì)光的吸收，通過選擇合適的液晶反射層，可以使液晶膜反射光譜的波段和有機(jī)活性層吸收光譜的主波段相匹配，從而達(dá)到最佳的吸收效率，進(jìn)而最大限度地提高有機(jī)太陽能電池的光轉(zhuǎn)換效率。另外，半波片不僅起到液晶載體的作用，而且，在入射的是非偏振的光時(shí)，半波片還可以將右旋光轉(zhuǎn)換成左旋光，從而 使更多的光被液晶層反射到有機(jī)活性層(因?yàn)橛倚窆鈺?huì)透過液晶，而左旋偏振光會(huì)被反射回來)，由此，進(jìn)一步提高有機(jī)太陽能電池的光吸收效率。
本發(fā)明中，如表I所示，LC242和LC756兩種液晶按不同重量百分比混合可以反射以某個(gè)波長(zhǎng)為中心固定波段長(zhǎng)度的光。
表I
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)太陽能電池，包括玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層和陰極層，其特征在于，在所述陰極層外附加有液晶反射層，所述液晶反射層包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷的液晶膜，所述液晶膜的液晶材料由90—99wt%的LC242和I一 10 wt%的LC756組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)太陽能電池，其特征在于，所述液晶材料由95.53被％的LC242和4.47wt%的LC756混合并溶于有機(jī)溶劑組成，所述有機(jī)活性層由P3HT與PCBM按質(zhì)量比1:1組成并溶于有機(jī)溶劑制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)太陽能電池，其特征在于，所述液晶材料由96.42被％的LC242與3.58 wt%的LC756混合并溶于有機(jī)溶劑組成，所述有機(jī)活性層的活性物質(zhì)選自:①由PBDTTT-C-T與PC71BM按質(zhì)量比1:1.5組成并溶于有機(jī)溶劑制成的有機(jī)活性層溶液；或②由PCDTBT與PC7tlBM按質(zhì)量比為1:2組成并溶于有機(jī)溶劑制成的有機(jī)活性層溶液。
4.權(quán)利要求1所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，包括對(duì)玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層和陰極層進(jìn)行制備的步驟，其特征在于，還包括在所述陰極層上附加液晶反射層的步驟: a、由90—99wt%的LC242和I一 10 wt %的LC756組成的液晶材料溶于有機(jī)溶劑中備用； b、取半波片，旋涂a步驟的液晶材料并成膜，制成包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷有液晶膜的液晶反射層； C、將玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層、陰極層以及所述液晶反射層封裝在一起制成有機(jī)太陽能電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述液晶材料由95.53 wt% 的 LC242 和 4.47wt% 的 LC756 組成，或由 96.42 wt% 的 LC242 與 3.58 wt% 的LC756組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，a步驟所述有機(jī)溶劑為二甲苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，a步驟所述液晶材料經(jīng)有機(jī)溶劑溶解后于溫度80±2°C，搖床8小時(shí)以上混勻。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)太陽能電池的制備方法，其特征在于，b步驟所述成膜的步驟為:將旋涂后的半波片放入85°C烤箱中20— 30秒，隨后放入充滿N2的手套箱中，經(jīng)紫外燈照射10 — 20分鐘形成固體的膜。
9.提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法，其特征在于，該方法是在有機(jī)太陽能電池的陰極層外附加液晶反射層，所述液晶反射層包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷的液晶膜，所述液晶膜的液晶材料由90— 99wt%的LC242和I一 10 wt %的LC756組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法，其特征在于，所述液晶材料由 95.53 wt% 的 LC242 和 4.47wt% 的 LC756 組成，或由 96.42 wt% 的 LC242 與 3.58wt%的LC756組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)太陽能電池、制備方法及提高有機(jī)太陽能電池光吸收效率的方法，其結(jié)構(gòu)包括玻璃襯底、陽極層、空穴傳輸層、有機(jī)活性層和陰極層，在所述陰極層外附加有液晶反射層，所述液晶反射層包括半波片載體以及在所述半波片載體上涂敷的液晶膜，所述液晶膜的液晶材料由90—99wt%的LC242和1—10wt%的LC756組成。本發(fā)明通過引入液晶反射層來增加有機(jī)活性層對(duì)光的吸收，通過選擇合適的液晶反射層，可以使液晶膜反射光譜的波段和有機(jī)活性層吸收光譜的主波段相匹配，從而達(dá)到最佳的吸收效率，進(jìn)而提高有機(jī)太陽能電池的光轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H01L51/44GK103151464SQ20131003667
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者傅廣生, 楊少鵬, 王鐵寧, 楊啟滿, 李曉葦 申請(qǐng)人:河北大學(xué)