[0005] 有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是如何提高反型结构聚合物太阳能电池的填充因子和光电转化效率,优化其性能。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供了一种反型结构聚合物太阳能电池,包括以透明导电玻璃ITO为阴极,以氯化钠修饰后的ZnO为阴极缓冲层,以聚合物为光活性层,以MoO3为阳极缓冲层,以Ag为金属阳极。
[0007] 进一步地,所述阴极缓冲层的厚度为20~40nm。
[0008] 进一步地,所述光活性层的厚度为50~100nm。
[0009] 进一步地,所述阳极缓冲层的厚度为3~5nm。
[0010] 进一步地,所述金属阳极的厚度为90~120nm。
[0011] 进一步地,所述光活性层中的给体材料为PTB7‑Th(poly[4,8‑bis(5‑(2‑ethylhexyl)thiophen‑2‑yl)benzo[1,2‑b;4,5‑b']dithiophene‑2,6‑diyl‑alt‑(4‑(2‑ethylhexyl)‑3‑fluorothieno[3,4‑b]thiophene‑)‑2‑carboxylate‑2‑6‑diyl)])。
[0012] 进一步地,所述光活性层中的受体材料为PC71BM(pheny‑C71‑butyric acid methyl eater富勒烯衍生物)。
[0013] 本发明也提供了一种反型结构聚合物太阳能电池的制备方法,所述方法包括以下步骤:
[0014] 步骤1、先用洗涤液润湿的无尘布将ITO玻璃表面擦拭一遍,将表面的灰尘等大颗粒异物清洗掉,然后依次用洗涤液、去离子水、丙酮、去离子水、异丙醇各超声一段时间后,用氮气枪把表面异丙醇吹干,最后对ITO玻璃做打氧处理,进一步清洗表面的残留有机物,以提高旋涂成膜的质量,将清洗彻底的ITO玻璃避尘保存备用;
[0015] 步骤2、将0.8~2.95g醋酸锌加入到50~125ml的甲醇中,并在60~68℃条件下持续加热搅拌,然后在室温下,将0.6~1.49g的氢氧化钾加入到30~65ml的甲醇中,搅拌至完全溶解后,以0.1ml/5s的速度滴加到上述醋酸锌的甲醇溶液中,并继续在60~68℃条件下加热搅拌反应2~3个小时,待反应结束后将制得的ZnO甲醇混合溶液静置,用甲醇洗涤2~3次后,分散到30~75ml正丁醇、2~3ml甲醇和2~3ml三氯甲烷的混合溶液中,避光保存备用;在室温下,配置摩尔浓度为1.7×10‑3~1.7×10‑6M的氯化钠的甲醇溶液,将所制备的ZnO和氯化钠溶液按体积比1:4的比例混合,将所得的混合溶液以1500~3000rpm的转速旋涂在所述导电阴极ITO上,然后放在加热板上,在150~200℃的的条件下退火处理20~30min后得到NaCl@ZnO的所述阴极缓冲层,厚度为20~40nm;
[0016] 步骤3、将给体材料PTB7‑Th和受体材料PC70BM按1:1.5的质量比进行混合,然后加入有机溶剂中,在60~80℃条件下,磁力搅拌12~24小时,配置成均匀的浓度为8~15mg/ml的混合溶液;然后将混合溶液旋涂在所述阴极缓冲层上,旋涂速度为1000~1600rpm,得到所述光活性层,厚度为50~100nm;
[0017] 步骤4、在所述光活性层上蒸镀所述MoO3阳极缓冲层,厚度为3~5nm;
[0018] 步骤5、在所述MoO3阳极缓冲层上继续蒸镀厚度为90~120nm的Ag作为所述金属阳极。
[0019] 进一步地,所述步骤3中的所述有机溶剂为二氯苯。
[0020] 进一步地,所述步骤4和所述步骤5是在多源有机气相分子沉积系统中完成。
[0021] 本发明所描述的器件结构采用的是典型的反型结构。太阳能电池的阴极缓冲层为通过氢氧化钾还原醋酸锌制备的ZnO颗粒。通过采用氯化钠与上述制备的ZnO颗粒简单溶液混合后再旋涂在透明导电玻璃ITO表面的方法,在充分利用氯化钠较强的电负性和吸电子能力的基础上,达到钝化ZnO阴极缓冲层氧空位的目的。该方法有利于改善活性层和阴极缓冲层的界面接触性能,提高载流子向阴极的传输能力,进而提高了反型结构聚合物太阳能电池的填充因子和光电转化效率,优化了其性能。
[0022] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。