太陽能電池器件及其制備方法
【專利摘要】一種太陽能電池器件，包括依次層疊的陽極、空穴緩沖層、第一活性層、中間層、第二活性層、電子緩沖層及陰極，所述第一活性層和第二活性層的材料為聚3-己基噻吩與6,6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中間層包括富勒烯衍生物層及層疊于所述富勒烯衍生物層表面的摻雜層，所述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一種，所述摻雜層的材料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料。該太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率較高。此外，還提供了一種太陽能電池器件的制備方法。
【專利說明】太陽能電池器件及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種太陽能電池器件及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 太陽能電池器件由于具有廉價、清潔、可再生等優(yōu)點而得到了廣泛的應用。目前常 用的太陽能電池器件結(jié)構包括依次層疊的陽極、空穴緩沖層、第一活性層、電子緩沖層及陰 極。第一活性層的激子分離產(chǎn)生空穴和電子后，空穴到達陽極，電子到達陰極，從而被電極 收集，形成有效的能量轉(zhuǎn)換。目前，傳統(tǒng)的太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)換效率較高的太陽能電池器件及其制備方法。
[0004] -種太陽能電池器件，包括依次層疊的陽極、空穴緩沖層、第一活性層、中間層、 第二活性層、電子緩沖層及陰極，所述第一活性層和第二活性層的材料為聚3_己基噻吩 與6, 6-苯基-C61_ 丁酸甲酯的混合物，所述中間層包括富勒烯衍生物層及層疊于所述富 勒烯衍生物層表面的摻雜層，所述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、[6, 6]_苯 基-C61-丁酸甲酯及[6, 6]_苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一種，所述摻雜層的材料包括空 穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料，所述空穴摻雜材料選自1，1-二[4_[N，Ν'-二（p-甲 苯基）氨基]苯基]環(huán)己烷、4, 4'，4' ' -三（咔唑-9-基）三苯胺及Ν，Ν' - (1-萘基）-Ν， Ν' -二苯基_4,4' -聯(lián)苯二胺中的至少一種，所述鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及硫化鐵 中的至少一種，所述空穴摻雜材料選自2, 3, 5, 6-四氟-7, 7'，8, 8'-四氰二甲基對苯醌、 4,4'，4〃-三（^(1-萘基）4-苯基氨基）三苯胺、4,4'，4〃-三（^(2-萘基）4-苯基氨 基）三苯胺及4, 4'，4〃-三（Ν，Ν-2-苯基氨基）三苯胺中的至少一種。
[0005] 在優(yōu)選的實施例中，所述富勒烯衍生物層的厚度為20nm?60nm。
[0006] 在優(yōu)選的實施例中，所述摻雜層的厚度為20nm?80nm，所述摻雜層中所述空穴傳 輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質(zhì)量比為5:0. 2:0. 1?5:2:1。
[0007] 在優(yōu)選的實施例中，所述空穴緩沖層的材料為聚3, 4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸 鹽的混合物。
[0008] 在優(yōu)選的實施例中，所述第一活性層及第二活性層中所述聚3-己基噻吩與所述 6, 6-苯基-C61_ 丁酸甲酯的質(zhì)量比為1:0. 5?1:4。
[0009] 一種太陽能電池器件的制備方法，包括以下步驟：
[0010] 在陽極表面上旋涂制備空穴緩沖層；
[0011] 在所述空穴緩沖層上旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-c61-丁酸甲酯的溶液， 形成第一活性層；
[0012] 將含有富勒烯衍生物的懸浮液旋涂在所述第一活性層表面制備富勒烯衍生物層， 所述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、[6, 6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6, 6]-苯 基-C71-丁酸甲酯中的至少一種；
[0013] 將含有摻雜材料的懸浮液旋涂在所述富勒烯衍生物層的表面制備摻雜層，所述摻 雜材料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料，所述空穴摻雜材料選自1，1_二[4-[N， Ν'-二（p-甲苯基）氨基]苯基]環(huán)己烷、4,4'，4''_三（咔唑-9-基）三苯胺及N， Ν' - (1-萘基）_Ν，Ν' -二苯基-4, 4' -聯(lián)苯二胺中的至少一種，所述鐵鹽選自三氯化鐵、 三溴化鐵及硫化鐵中的至少一種，所述空穴摻雜材料選自2, 3, 5, 6-四氟-7, 7'，8, 8' -四氰 二甲基對苯醌、4, 4'，4〃-三（N-(l-萘基）-Ν-苯基氨基）三苯胺、4, 4'，4〃-三（Ν-(2-萘 基）-Ν-苯基氨基）三苯胺及4, 4'，4〃-三（Ν，Ν-2-苯基氨基）三苯胺中的至少一種；
[0014] 在所述摻雜層表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的溶液，形 成第二活性層；及
[0015] 在所述第二活性層的表面依次蒸鍍制備電子緩沖層及陰極。
[0016] 在優(yōu)選的實施例中，所述富勒烯衍生物層的厚度為20nm?60nm。
[0017] 在優(yōu)選的實施例中，所述摻雜層的厚度為20nm?80nm，所述摻雜層中所述空穴傳 輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質(zhì)量比為5:0. 2:0. 1?5:2:1。
[0018] 在優(yōu)選的實施例中，所述含有富勒烯衍生物層材料的懸浮液中，所述富勒烯衍生 物的濃度為20mg/mL?50mg/mL。
[0019] 在優(yōu)選的實施例中，所述含有摻雜材料的懸浮液中，所述空穴傳輸材料的濃度為 5mg/ml ?20mg/ml〇
[0020] 上述太陽能電池器件及其制備方法，通過在第一活性層及第二活性層之間制備中 間層，提高太陽能電池器件的第一活性層及第二活性層的光吸收效率，從而提高光電轉(zhuǎn)換 效率；由富勒烯衍生物層與摻雜層組成，富勒烯衍生物是富電子材料，有利于電子的傳輸， 提1?電子的傳輸速率，最終提1?中間層收集電荷的效率，而慘雜層由空穴傳輸材料、鐵鹽和 空穴摻雜材料組成，鐵鹽存在大量的游離電子，可形成大量的空位，可提高空穴的傳輸速 率，有利于避免載流子陷阱的存在，而空穴摻雜材料具有較低的LUM0能級，其LUM0與第二 活性層的HOMO比較接近，由于LUM0能級具有空軌道，而HOMO能級是滿軌道，HOMO能級上 的載流子就可快速的進入到LUM0能級，可提高空穴的注入效率，而空穴摻雜材料與空穴傳 輸材料形成P慘雜，進一步提1?空穴的傳輸速率，最終提1? 了中間層的空穴收集效率，從而 提高光電轉(zhuǎn)換效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為一實施例的太陽能電池器件的結(jié)構示意圖；
[0022] 圖2為一實施例的太陽能電池器件的制備方法流程圖；
[0023] 圖3為實施例1的太陽能電池器件及傳統(tǒng)的太陽能電池器件的電流密度與電壓關 系圖。

【具體實施方式】
[0024] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的首選實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0025] 請參閱圖1，一實施例的太陽能電池器件100包括依次層疊的陽極10、空穴緩沖層 20、第一活性層30、中間層40、第二活性層50、電子緩沖層60及陰極70。
[0026] 陽極10為銦錫氧化物玻璃（ΙΤ0)、摻氟的氧化錫玻璃（FT0)，摻鋁的氧化鋅玻璃 (ΑΖ0)或摻銦的氧化鋅玻璃（ΙΖ0)。
[0027] 空穴緩沖層20形成于陽極10表面?？昭ň彌_層20的材料為聚3, 4-二氧乙烯噻 吩（PED0T)與聚苯磺酸鈉（PSS)的混合物。其中PED0T與PSS的質(zhì)量比為2:1?6:1，優(yōu)選 為3:1。空穴緩沖層20的厚度為20nm?80nm，優(yōu)選為70nm。
[0028] 第一活性層30形成于空穴緩沖層20表面。第一活性層30的材料為聚3-己基 噻吩（P3HT)與6, 6-苯基-C6「丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的質(zhì)量為 1: 0· 5?1:4,優(yōu)選為1:1。第一活性層30的厚度為100nm?300nm，優(yōu)選為200nm。
[0029] 中間層40形成于第一活性層30的表面。中間層40包括形成于第一活性層30表 面的富勒烯衍生物層42及形成于富勒烯衍生物層42表面的摻雜層44。
[0030] 富勒烯衍生物層42的材料選自足球烯（C6Q)、碳70 (C7Q)、[6, 6]-苯基-C61- 丁酸 甲酯（PC61BM)及[6,6]_苯基-C71-丁酸甲酯（P71BM)中的至少一種。富勒烯衍生物層42的 厚度為20nm?60nm。
[0031] 摻雜層44的材料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料?？昭▊鬏敳牧?、鐵鹽 及空穴摻雜材料均勻混合?？昭▊鬏敳牧线x自1，1-二[4_[N，N'-二（p-甲苯基）氨基] 苯基]環(huán)己烷（了4?〇、4,4'，4''-三（咔唑-9-基）三苯胺（1'0^)及1^-(1-萘基)，， Ν' -二苯基_4,4' -聯(lián)苯二胺（NPB)中的至少一種。鐵鹽選自三氯化鐵（FeCl3)、三溴化鐵 (FeBr3)及硫化鐵（Fe 2S3)中的至少一種?？昭〒诫s材料選自2, 3, 5, 6-四氟-7, 7'，8, 8' -四 氰二甲基對苯醌（F4-TCNQ)、4,4'，4〃-三（N-(l-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺（1T-NATA)、 4, 4'，4〃-三（N-(2-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺（2T-NATA)及 4, 4'，4〃-三（N，N-2-苯基 氨基）三苯胺（ΝΑΤΑ)中的至少一種。摻雜層44的厚度為20nm?80nm。摻雜層44中空穴 傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質(zhì)量比為5:0. 2:0. 1?5:2:1。
[0032] 第二活性層50形成于摻雜層44的表面。第二活性層50的材料為聚3-己基噻吩 (P3HT)與6,6_苯基-C 61-丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的質(zhì)量為1:0. 5? 1:4,優(yōu)選為1:1。第二活性層50的厚度為100nm?300nm，優(yōu)選為200nm。
[0033] 電子緩沖層60形成于第二活性層50表面。電子緩沖層60的材料選自疊氮化銫 (CsN3)、氟化鋰（LiF)、碳酸鋰（Li2C03)及碳酸銫（Cs 2C03)中的至少一種，優(yōu)選為LiF。電子 緩沖層60的厚度為0· 5nm?10nm，優(yōu)選為0· 7nm。
[0034] 陰極70形成于電子緩沖層60表面。陰極70的材料選自鋁（A1)、銀（Ag)、金（Au) 及鉬（Pt)中的至少一種，優(yōu)選為A1。陰極70的厚度為80nm?300nm，優(yōu)選為150nm。
[0035] 該太陽能電池器件100,通過在第一活性層30及第二活性層50之間制備中間層 40,提高太陽能電池器件10的第一活性層30及第二活性層50的光吸收效率，從而提高光 電轉(zhuǎn)換效率；由富勒烯衍生物層與摻雜層組成，富勒烯衍生物是富電子材料，有利于電子的 傳輸，提高電子的傳輸速率，最終提高中間層收集電荷的效率，而摻雜層由空穴傳輸材料、 鐵鹽和空穴摻雜材料組成，鐵鹽存在大量的游離電子，可形成大量的空位，可提高空穴的傳 輸速率，有利于避免載流子陷阱的存在，而空穴摻雜材料具有較低的LUM0能級，其LUM0與 第二活性層的Η0Μ0比較接近，由于LUM0能級具有空軌道，而Η0Μ0能級是滿軌道，Η0Μ0能 級上的載流子就可快速的進入到LUM0能級，可提高空穴的注入效率，而空穴摻雜材料與空 穴傳輸材料形成P慘雜，進一步提1?空穴的傳輸速率，最終提1? 了中間層的空穴收集效率， 從而提1?光電轉(zhuǎn)換效率。
[0036] 需要說明的是，上述太陽能電池器件100還可以根據(jù)需要設置其他功能層。
[0037] 請同時參閱圖2, 一實施例的太陽能電池器件100的制備方法，其包括以下步驟：
[0038] 步驟S110、在陽極10表面旋涂制備空穴緩沖層20。
[0039] 陽極10為銦錫氧化物玻璃（ΙΤ0)、摻氟的氧化錫玻璃（FT0)，摻鋁的氧化鋅玻璃 (ΑΖ0)或摻銦的氧化鋅玻璃（ΙΖ0)。
[0040] 本實施方式中，對陽極10前處理包括去除陽極10表面的有機污染物及對陽極 10進行等氧離子處理。將陽極10采用洗潔精、去離子水、丙酮、乙醇、異丙酮各超聲波清 洗15min，以去除基底10表面的有機污染物；對陽極10進行等氧離子處理時間為5min? 15min，功率為10?50W。
[0041] 空穴緩沖層20通過在陽極10表面旋涂含有空穴緩沖材料的溶液制備。旋涂的轉(zhuǎn) 速為2000rpm?6000rpm，時間為10s?30s，優(yōu)選的，旋涂的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間為15s。 空穴緩沖材料為聚3, 4-二氧乙烯噻吩（PED0T)與聚苯磺酸鈉（PSS)的混合物。其中PED0T 與PSS的質(zhì)量比為2:1?6:1，優(yōu)選為2:1。含有空穴緩沖材料的溶液中PED0T的質(zhì)量百分 含量為1%?5%，優(yōu)選為2%，溶劑為水。旋涂后在100°C?200°C下加熱15分鐘?60分鐘， 優(yōu)選在200°C下加熱30分鐘?？昭ň彌_層20的厚度為20nm?80nm，優(yōu)選為70nm。
[0042] 步驟S120、在空穴緩沖層20表面旋涂制備第一活性層30。
[0043] 第一活性層30由第一活性層溶液旋涂在空穴緩沖層20表面制成。旋涂的轉(zhuǎn)速為 3000rpm?6000rpm，時間為10s?30s，優(yōu)選的，旋涂轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間為15s。第一活 性層溶液中第一活性層材料的濃度為8mg/ml?30mg/ml，優(yōu)選為18mg/ml。第一活性層溶 液的溶劑選自甲苯、二甲苯、氯苯及氯仿中的至少一種，優(yōu)選為氯苯。第一活性層材料為聚 3-己基噻吩（P3HT)與6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的 質(zhì)量為1:0. 5?1:4,優(yōu)選為1:1。旋涂第一活性層30在充滿惰性氣體的手套箱中進行，之 后在50°C?200°C下退火5分鐘?100分鐘，優(yōu)選在200°C下退火60分鐘。第一活性層30 的厚度為l〇〇nm?300nm，優(yōu)選為200nm。
[0044] 步驟S130、將含有富勒烯衍生物層材料的懸浮液旋涂在第一活性層30表面制備 富勒烯衍生物層42。
[0045] 富勒烯衍生物層42的材料選自足球烯（C6Q)、碳70 (C7Q)、[6, 6]-苯基-C61- 丁酸 甲酯（PC61BM)及[6,6]_苯基-C71-丁酸甲酯（P71BM)中的至少一種。富勒烯衍生物層42的 厚度為20nm?60nm。
[0046] 優(yōu)選的，含有富勒烯衍生物層材料的懸浮液中，富勒烯衍生物的濃度為20mg/ mL?50mg/mL。懸浮液中的溶劑為氯苯、三氯甲烷、二氯甲烷或?qū)Χ妆健?br> [0047] 優(yōu)選的，旋涂的轉(zhuǎn)速為2000rpm?5000rpm，時間為10s?30s。旋涂后在100°C? 200 °C下烘干10分鐘?30分鐘。
[0048] 步驟S140、將含有摻雜材料的懸浮液旋涂在富勒烯衍生物層42的表面制備摻雜 層44。
[0049] 摻雜層材料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料?？昭▊鬏敳牧线x自1，1-二 [4-[1以-二（?-甲苯基）氨基]苯基]環(huán)己烷（了4?〇、4,4'，4''-三（咔唑-9-基）三苯 胺（TCTA)及N，N'- (1-萘基)-N，N'_二苯基-4, 4'-聯(lián)苯二胺（NPB)中的至少一種。鐵鹽選 自三氯化鐵（FeCl3)、三溴化鐵（FeBr3)及硫化鐵（Fe2S 3)中的至少一種?？昭〒诫s材料選自 2, 3, 5, 6-四氟-7, 7'，8, 8' -四氰二甲基對苯醌（F4-TCNQ)、4, 4'，4〃-三（N-(l-萘基）-N-苯 基氨基）三苯胺（1T-NATA)、4,4'，4〃-三（N-(2-萘基）-N-苯基氨基）三苯胺（2T-NATA)及 4, 4'，4〃-三（N，N-2-苯基氨基）三苯胺（ΝΑΤΑ沖的至少一種。摻雜層44的厚度為20nm? 80nm。摻雜層44中空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質(zhì)量比為5:0. 2:0. 1?5:2:1。
[0050] 優(yōu)選的，含有摻雜材料的懸浮液中，空穴傳輸材料的濃度為5mg/ml?20mg/ml。懸 浮液中的溶劑為氯苯、三氯甲烷、二氯甲烷或?qū)Χ妆健?br> [0051] 優(yōu)選的，旋涂的轉(zhuǎn)速為2000rpm?8000rpm，時間為10s?30s。旋涂后在100°C? 200 °C下烘干10分鐘?30分鐘。
[0052] 步驟S150、在摻雜層44表面旋涂制備第二活性層50。
[0053] 第二活性層50由第二活性層溶液旋涂在摻雜層44表面制成。旋涂的轉(zhuǎn)速為 3000rpm?6000rpm，時間為10s?30s，優(yōu)選的，旋涂轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間為15s。第二活 性層溶液中第二活性層材料的濃度為8mg/ml?30mg/ml，優(yōu)選為18mg/ml。第二活性層溶 液的溶劑選自甲苯、二甲苯、氯苯及氯仿中的至少一種，優(yōu)選為氯苯。第二活性層材料為聚 3-己基噻吩（P3HT)與6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的 質(zhì)量為1:0. 5?1:4,優(yōu)選為1:1。旋涂第二活性層50在充滿惰性氣體的手套箱中進行，之 后在50°C?200°C下退火5分鐘?100分鐘，優(yōu)選在200°C下退火60分鐘。第二活性層50 的厚度為l〇〇nm?300nm，優(yōu)選為200nm。
[0054] 步驟S160、在第二活性層50的表面依次蒸鍍制備電子緩沖層60及陰極70。
[0055] 電子緩沖層60形成于第二活性層50表面。電子緩沖層60的材料選自疊氮化銫 (CsN 3)、氟化鋰（LiF)、碳酸鋰（Li2C03)及碳酸銫（Cs2C0 3)中的至少一種，優(yōu)選為LiF。電子 緩沖層60的厚度為0· 5nm?10nm，優(yōu)選為0· 7nm。蒸鍍在真空壓力為3 X 10_3?2 X 10_5Pa 下進行，蒸鍍速率為〇. lnm/s?lnm/s。
[0056] 陰極70形成于電子緩沖層60表面。陰極70的材料選自鋁（A1)、銀（Ag)、金（Au) 及鉬（Pt)中的至少一種，優(yōu)選為A1。陰極70的厚度為80nm?300nm，優(yōu)選為150nm。蒸鍍 在真空壓力為3X 1CT3?2X lCT5Pa下進行，蒸鍍速率為lnm/s?10nm/s。
[0057] 上述太陽能電池器件制備方法，制備工藝簡單，制備的太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn) 換效率較高。
[0058] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的太陽能電池器件的制備方法進行詳細說明。
[0059] 本發(fā)明實施例及對比例所用到的制備與測試儀器為：高真空鍍膜設備(沈陽科學 儀器研制中心有限公司，壓強<lXl(T 3Pa)、電流-電壓測試儀(美國Keithly公司，型號： 2602)、用500W氙燈（Osram)與AM1. 5的濾光片組合作為模擬太陽光的白光光源。
[0060] 實施例1
[0061] 本實施例制備的結(jié)構為：ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC61BM/C60/NPB:FeCl3:F4-TCNQ/ P3HT:PC61BM/LiF/Al的太陽能電池器件。其中，"/"表示層疊結(jié)構，"："表示摻雜或混合， 以下實施例相同。
[0062] 先將IT0進行光刻處理，剪裁成所需要的大小，依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙 醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物；清洗干凈后對導電基底進行氧等離 子處理，處理時間為lOmin，功率為20W ;旋涂制備空穴緩沖層，材料為PEDOT:PSS的質(zhì)量比 為2:1，PEDOT的質(zhì)量分數(shù)為2%，旋涂的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間為15s，旋涂后在200°C下加 熱30min，厚度為70nm ;旋涂第一活性層，第一活性層由濃度為18mg/ml的P3HT及PC61BM 的溶液旋涂而成，溶劑為氯苯，P3HT與PC61BM的質(zhì)量比為1: 1，旋涂的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間 為15s，旋涂后在200°C下退火60分鐘，厚度控制在200nm。旋涂富勒烯衍生物層，懸浮液 包括C60及溶劑，溶劑為氯苯，C60的濃度為35mg/ml，旋涂的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間為15s， 150°C烘干20分鐘，厚度為40nm。接著旋涂摻雜層，懸浮液包括NPB、FeCl 3、F4-TCNQ及溶 齊[J，溶劑為氯苯，NPB的濃度為10mg/ml，NPB:FeCl3:F4-TCNQ的質(zhì)量比為5:1:0. 2,旋涂的 轉(zhuǎn)速為5000rpm，時間為20s，150°C烘干20分鐘，厚度為40nm。然后旋涂第二活性層，第二 活性層由濃度為18mg/ml的P3HT及PC 61BM的溶液旋涂而成，溶劑為氯苯，P3HT與PC61BM 的質(zhì)量比為1:1，旋涂的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時間為15s，旋涂后在200°C下退火60分鐘，厚度 控制在200nm。然后蒸鍍制備電子緩沖層，材料為LiF，厚度為0. 7nm，蒸鍍在真空壓力為 5 X l(T4Pa下進行，蒸鍍速率為0. 2nm/s ;蒸鍍陰極，材料為A1，厚度為150nm，蒸鍍在真空壓 力為5Xl(T4Pa下進行，蒸鍍速率為4nm/s。最后得到所要的聚合物太陽能電池器件。
[0063] 請參閱圖3,所示為實施例1中制備的結(jié)構為IT0/PED0T:PSS/P3HT:PC 61BM/C60/ NPB:FeCl3:F4-TCNQ/P3HT:PC61BM/LiF/Al的太陽能電池器件（曲線1)與傳統(tǒng)的結(jié)構為ITO/ PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/Al太陽能電池器件（曲線2)的電流密度與電壓關系，表1所 示為實施例 1 中制備的結(jié)構為 ITO/PEDOT: PSS/P3HT: PC61BM/C60/NPB: FeCl3: F4-TCNQ/ P3HT:PC61BM/LiF/Al 的太陽能電池器件與傳統(tǒng)的結(jié)構為 ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/ A1太陽能電池器件的電流密度、電壓、能量轉(zhuǎn)換效率（η )及填充因子數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的太陽能 電池器件中各層厚度與實施例1制備的太陽能電池器件中各層厚度相同。
[0064] 表 1
[0065]

【權利要求】
1. 一種太陽能電池器件，其特征在于，包括依次層疊的陽極、空穴緩沖層、第一活性 層、中間層、第二活性層、電子緩沖層及陰極，所述第一活性層和第二活性層的材料為聚 3-己基噻吩與6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中間層包括富勒烯衍生物層及層 疊于所述富勒烯衍生物層表面的摻雜層，所述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、 [6, 6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6, 6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一種，所述摻雜層的材 料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料，所述空穴摻雜材料選自1，1-二[4-[Ν，Ν'-二 (ρ-甲苯基）氨基]苯基]環(huán)己烷、4, 4'，4'三（咔唑-9-基）三苯胺及Ν，Ν' - (1-萘 基）-Ν，Ν' -二苯基_4,4' -聯(lián)苯二胺中的至少一種，所述鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及 硫化鐵中的至少一種，所述空穴摻雜材料選自2, 3, 5, 6-四氟-7, 7'，8, 8' -四氰二甲基對苯 醌、4,4'，4〃_三（N-(l-萘基）-Ν-苯基氨基）三苯胺、4,4'，4〃_三（Ν-(2-萘基）-Ν-苯基 氨基）三苯胺及4, 4'，4〃-三（Ν，Ν-2-苯基氨基）三苯胺中的至少一種。
2. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：所述富勒烯衍生物層的厚度 為 20nm ?60nm。
3. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：所述摻雜層的厚度為20nm? 80nm，所述摻雜層中所述空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質(zhì)量比為5:0. 2:0. 1? 5:2:1。
4. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：所述空穴緩沖層的材料為聚 3, 4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸鹽的混合物。
5. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：所述第一活性層及第二活性 層中所述聚3-己基噻吩與所述6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的質(zhì)量比為1:0. 5?1:4。
6. -種太陽能電池器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 在陽極表面上旋涂制備空穴緩沖層； 在所述空穴緩沖層上旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的溶液，形成 第一活性層； 將含有富勒烯衍生物的懸浮液旋涂在所述第一活性層表面制備富勒烯衍生物層，所 述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、[6,6]_苯基-C61-丁酸甲酯及[6, 6]-苯 基-C71-丁酸甲酯中的至少一種； 將含有摻雜材料的懸浮液旋涂在所述富勒烯衍生物層的表面制備摻雜層，所述摻雜材 料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料，所述空穴摻雜材料選自1，1-二[4-[Ν，Ν'-二 (ρ-甲苯基）氨基]苯基]環(huán)己烷、4, 4'，4'三（咔唑-9-基）三苯胺及Ν，Ν' - (1-萘 基）-Ν，Ν' -二苯基_4,4' -聯(lián)苯二胺中的至少一種，所述鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及 硫化鐵中的至少一種，所述空穴摻雜材料選自2, 3, 5, 6-四氟-7, 7'，8, 8' -四氰二甲基對苯 醌、4,4'，4〃_三（N-(l-萘基）-Ν-苯基氨基）三苯胺、4,4'，4〃_三（Ν-(2-萘基）-Ν-苯基 氨基）三苯胺及4, 4'，4〃-三（Ν，Ν-2-苯基氨基）三苯胺中的至少一種； 在所述摻雜層表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的溶液，形成第 二活性層；及 在所述第二活性層的表面依次蒸鍍制備電子緩沖層及陰極。
7. 根據(jù)權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述富勒烯衍生 物層的厚度為20nm?60nm。
8. 根據(jù)權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述摻雜層的 厚度為20nm?80nm，所述摻雜層中所述空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質(zhì)量比為 5:0. 2:0. 1 ?5:2:1。
9. 根據(jù)權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述含有富勒烯 衍生物層材料的懸浮液中，所述富勒烯衍生物的濃度為20mg/mL?50mg/mL。
10. 根據(jù)權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述含有摻雜材 料的懸浮液中，所述空穴傳輸材料的濃度為5mg/ml?20mg/ml。
【文檔編號】H01L51/46GK104253214SQ201310263509
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權日:2013年6月27日
【發(fā)明者】周明杰, 黃輝, 馮小明, 王平 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司