洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極ΙΤ0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC61BM: Tetracene (40%:59.5%:0.5% )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，lOOmW/cm2)，測得器件的開路電壓(Voc) = 0.56V,短路電流(Jsc) = 9.5mA/cm2，填充因子(FF) = 0.54，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 2.87%。
[0035]實施例6:
[0036]對表面粗糙度小于lnm的由透明襯底層及透明導(dǎo)電陰極IT0所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極IT0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC61BM: Tetracene (40 %:58 %:2% )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，100mW/cm2)，測得器件的開路電壓(VJ = 0.57V，短路電流(Jsc) = 8.9mA/cm2，填充因子(FF) = 0.56，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 2.84%。
[0037]實施例7:
[0038]對表面粗糙度小于lnm的由透明襯底層及透明導(dǎo)電陰極IT0所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極IT0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC61BM:Tetracene (40 %:57 %:3 % )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，lOOmW/cm2)，測得器件的開路電壓(Voc) = 0.56V，短路電流(Jsc) = 9.5mA/cm2，填充因子(FF) = 0.57，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 3.03%。
[0039]實施例8:
[0040]對表面粗糙度小于lnm的由透明襯底層及透明導(dǎo)電陰極IT0所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極IT0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC71BM: Tetracene (40%:59.5%:0.5% )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，lOOmW/cm2)，測得器件的開路電壓(Voc) = 0.58V，短路電流(Jsc) = 10.1mA/cm2，填充因子(FF) = 0.57，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 3.34%。
[0041]實施例9:
[0042]對表面粗糙度小于lnm的由透明襯底層及透明導(dǎo)電陰極IT0所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極IT0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC71BM:Tetracene (40 %:59 %:1 % )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，lOOmW/cm2)，測得器件的開路電壓(Voc) = 0.58V，短路電流(Jsc) = 10.4mA/cm2，填充因子(FF) = 0.56，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 3.38%。
[0043]實施例10:
[0044]對表面粗糙度小于lnm的由透明襯底層及透明導(dǎo)電陰極IT0所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極IT0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC71BM: Tetracene (40 %:58 %:2% )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，lOOmW/cm2)，測得器件的開路電壓(Voc) = 0.58V，短路電流(Jsc) = 10.3mA/cm2，填充因子(FF) = 0.59，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 3.52%。
[0045]實施例11:
[0046]對表面粗糙度小于lnm的由透明襯底層及透明導(dǎo)電陰極IT0所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮氣吹干；在透明導(dǎo)電陰極IT0表面旋轉(zhuǎn)涂覆Zn0(5000rpm，40s, 15nm)制備陰極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行熱退火(200°C，60min);在陰極緩沖層上采用旋涂制備 P3HT:PC71BM:Tetracene (38 %:57 %:5% )光活性層(lOOOrpm, 25s, 220nm),并進(jìn)行熱退火(140°C , 5min);在光活性層表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS溶液制備陽極緩沖層(3000rpm, 60s, 30nm)，并進(jìn)行熱退火(150°C , 5min);在陽極緩沖層上蒸鍍金屬陽極Ag(lOOnm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(AM 1.5，lOOmW/cm2)，測得器件的開路電壓(Voc) = 0.58V，短路電流(Jsc) = 10.0mA/cm2，填充因子(FF) = 0.58，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE) = 3.36%。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，該太陽能電池采用反型結(jié)構(gòu)，從下到上依次為:襯底層，透明導(dǎo)電陰極ITO，陰極緩沖層，光活性層，陽極緩沖層，金屬陽極；光活性層的重量百分比組成為:電子給體38-39.5%，電子受體57-60%，高迀移率有機小分子0.5-5%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述高迀移率有機小分子為并四苯(Tetracene)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述光活性層中電子給體材料為P3HT。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述光活性層中的電子受體材料為:PC61BM或PC71BM。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述陽極緩沖層的材料為聚PEDOT:PSS，陽極緩沖層厚度為15-50nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述陰極緩沖層材料為TPB1、BCP、Bphen、Alq3、ZnO或Ti02中的一種或多種，陰極緩沖層厚度范圍為l_20nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述金屬陽極材料為Ag、Al或Cu中的一種或多種，金屬陽極厚度為100-300nm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高迀移率有機小分子摻雜的三元太陽能電池，其特征在于，所述襯底層材料為玻璃或透明聚合物，所述透明聚合物材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂或聚丙烯酸中的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高遷移率有機小分子摻雜的三元有機太陽能電池，屬于有機聚合物光伏器件或有機半導(dǎo)體薄膜太陽能電池領(lǐng)域。該電池采用反型結(jié)構(gòu)，從下到上依次為：襯底層，透明導(dǎo)電陰極ITO，陰極緩沖層，光活性層，陽極緩沖層，金屬陽極；光活性層的重量百分比組成為：電子給體38-39.5%，電子受體57-60%，高遷移率有機小分子0.5-5%。在光活性層中加入高遷移率有機小分子材料，提高空穴在光活性層中的傳輸能力，提高空穴在陽極處的收集能力，從而提高器件的短路電流密度，最終提升器件的光電轉(zhuǎn)換性能。該高遷移率有機小分子摻雜的三元有機太陽能電池具有光電轉(zhuǎn)換性能高、制備工藝簡單、制程短、成本低的優(yōu)點。
【IPC分類】H01L51/46, H01L51/42
【公開號】CN105405976
【申請?zhí)枴緾N201510843911
【發(fā)明人】于軍勝, 王瀚雨, 鄭丁, 邢珅
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月26日