一种基于高稳定性高转化效率的产品户外展示设备的制造方法_3

文档序号:9922989阅读:来源:国知局
;所述聚合物太阳能电池利用导线与展示设备连接,并为其提供电力支持;所述聚合物太阳能电池为三明治结构,由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成;所述阳极电极由外到内依次为ITO玻璃
(01)、W0X薄膜(02)、W0X纳米线薄膜(04)、PED0T:PSS缓冲层(03),其中,W0X纳米线薄膜(04)生长于WOx薄膜(02)之上,PED0T:PSS缓冲层(03)填充于纳米线结构之间,并且纳米线长度大于PED0T:PSS缓冲层(03)厚度;所述有机活性层(05)位于阳极电极和阴极电极之间,有机活性层(05)厚度为310nm;所述阴极电极由外到内依次为Ti片(08))1膜(07)、1^02薄膜
(06)。
[0065]优选地,所述聚合物太阳能电池模块的制备方法如下:
[0066]步骤一,清洗ITO玻璃(OI):取购买的商用ITO玻璃(OI),其对可见光的透射率达到85%以上,将其裁剪成预定尺寸;用浸湿丙酮的超净布擦拭干净,然后经过丙酮、乙醇、去离子水的超声清洗,每步清洗时间均为Ih,清洗过后放入真空烘箱中干燥;将洗净并干燥好的ITO基底放入臭氧清洗机中,臭氧清洗30min;
[0067]步骤二,制备WOx薄膜(02)及WOx纳米线薄膜(04):将清洗后的ITO玻璃放入磁控溅射仪中,抽真空至本底真空为5 X 10_4pa以下,设定Ar、02流量为20sccm、2sccm,待气体稳定后,磁控溅射W膜,溅射功率为320W,厚度为10nm;将磁控溅射后的ITO基底放入管式炉中,在380°C下热氧化生长WOx纳米线,保温时间为lh,如此在TOx薄膜(02)表面得到TOx纳米线薄膜(04);
[0068]步骤三,旋涂PEDOT: PSS缓冲层(03):从冰箱取出PEDOT: PSS溶液自然解冻至室温,在ITO基底上滴定PEDOT: PSS溶液,使其覆盖ITO基底表面,然后将基底放在匀胶机上,设定转速为2800r/min,旋涂时间为55S,PED0T:PSS缓冲层厚度为40nm,然后将其放入真空烘箱中120 °C烘烤1min,使PEDOT: PSS缓冲层(03)凝固;
[0069]步骤四,制备有机活性层(05):本方案有机活性层采用PCDTBT/PC71BM,称取PCDTBT: PC71BM质量比为1:4,以氯苯为溶剂,配制溶液,其中PCDTBT的浓度为5mg/ml,将溶液在65°C水浴中加热并搅拌,以充分溶解;随后将配制好的有机活性层滴定到ITO基底上,并放于在匀胶机上,旋涂转速为900r/min,旋涂时间为38s,即可得到有机活性层(05);
[0070]步骤五,组装阴极电极:
[0071]I)阴极电极采用重量轻,柔性好的Ti片(08),裁剪Ti片,使其与ITO基底尺寸相同,Ti片厚度为0.1mm,将其浸渍在0.4M的HCl溶液中,时间为2.5h,然后用水和乙醇清洗,然后利用磁控溅射方法在其表面蒸镀一层Al膜(07),溅射功率为300W,工作气压为1.0Pa,溅射Al膜厚度为10nm;
[0072]2)取50mL钛酸丁酯(Ti(0C4H9)4)和6mL氢氟酸(HF,浓度为40%)加入到200mL的聚四氟乙稀水热斧中,室温下搅拌均匀后,在170°C下水热12小时。其中,钛与氟的摩尔比为I,水热反应完成后,将所得的T12沉淀溶于300mL乙醇溶液中,搅拌均匀,将ITO基底的有机活性层一端浸入溶有Ti02乙醇溶液中,然后在勾胶机上300r/min下旋转12s,得到一层1nm左右的T12薄膜(06),然后放入真空烘箱90 °C烘烤2min;
[0073]3)将阴极电极Ti片覆盖在ITO玻璃(01)上,使得阴极电极Al膜(07)—端与ITO玻璃上有机活性层(05)—端接触,
[0074]步骤六,引线及封装:将导线连接到ITO电极与阴极电极,并用环氧树脂对器件进行封装,放入固化炉中70 0C下处理25min。
[0075]聚合物太阳能模块测试结果
[0076]对WOx薄膜表面WOx纳米线长度测量,得到其长度值约为200nm;由于太阳能电池是能量转换器件,其性能的测量要以太阳光为基准,用太阳模拟光,在AM1.5G的标准光谱下进行性能测试,该器件短路电流密度约14.15mA/cm2,开路电压约0.95V,能量转换效率(PCE)可达7.9% ;重复测量500h后其电流衰减小于10%,在大气中放置50天后,测试其能量转换效率衰减为初始值的91 %。
[0077]测试表明,该发明的产品户外展示设备对太阳光的能量转换效率可达7.9%,能够高效的利用产品户外展示设备所处环境的太阳能,稳定性良好,并且循环工作时间、寿命较长,大大减小了对电网电能的依赖,有效节约了电网电能。
[0078]实施例4
[0079]—种基于高稳定性高转化效率的产品户外展示设备,其特征在于,该展示设备外表面安装有聚合物太阳能电池,聚合物太阳能电池的ITO玻璃一面朝外侧组装;所述聚合物太阳能电池利用导线与展示设备连接,并为其提供电力支持;所述聚合物太阳能电池为三明治结构,由阳极电极、有机活性层、阴极电极组成;所述阳极电极由外到内依次为ITO玻璃(01)、W0X薄膜(02)、W0X纳米线薄膜(04)、PED0T:PSS缓冲层(03),其中,W0X纳米线薄膜(04)生长于WOx薄膜(02)之上,PED0T:PSS缓冲层(03)填充于纳米线结构之间,并且纳米线长度大于PEDOT:PSS缓冲层(03)厚度;所述有机活性层(05)位于阳极电极和阴极电极之间,有机活性层(05)厚度为360nm;所述阴极电极由外到内依次为Ti片(08))1膜(07)、1^02薄膜
(06)。
[0080]优选地,所述聚合物太阳能电池模块的制备方法如下:
[0081 ]步骤一,清洗ITO玻璃(OI):取购买的商用ITO玻璃(OI),其对可见光的透射率达到85%以上,将其裁剪成预定尺寸;用浸湿丙酮的超净布擦拭干净,然后经过丙酮、乙醇、去离子水的超声清洗,每步清洗时间均为Ih,清洗过后放入真空烘箱中干燥;将洗净并干燥好的ITO基底放入臭氧清洗机中,臭氧清洗30min;
[0082]步骤二,制备WOx薄膜(02)及WOx纳米线薄膜(04):将清洗后的ITO玻璃放入磁控溅射仪中,抽真空至本底真空为5 X 10_4pa以下,设定Ar、02流量为20sccm、2sccm,待气体稳定后,磁控溅射W膜,溅射功率为320W,厚度为10nm;将磁控溅射后的ITO基底放入管式炉中,在380°C下热氧化生长WOx纳米线,保温时间为lh,如此在WOx薄膜(02)表面得到WOx纳米线薄膜(04);
[0083]步骤三,旋涂PEDOT: PSS缓冲层(03):从冰箱取出PEDOT: PSS溶液自然解冻至室温,在ITO基底上滴定PEDOT: PSS溶液,使其覆盖ITO基底表面,然后将基底放在匀胶机上,设定转速为2800r/min,旋涂时间为55S,PED0T:PSS缓冲层厚度为40nm,然后将其放入真空烘箱中120 °C烘烤1min,使PEDOT: PSS缓冲层(03)凝固;
[0084]步骤四,制备有机活性层(05):本方案有机活性层采用PCDTBT/PC71BM,称取PCDTBT: PC71BM质量比为1:4,以氯苯为溶剂,配制溶液,其中PCDTBT的浓度为5mg/ml,将溶液在65°C水浴中加热并搅拌,以充分溶解;随后将配制好的有机活性层滴定到ITO基底上,并放于在匀胶机上,旋涂转速为900r/min,旋涂时间为38s,即可得到有机活性层(05);
[0085]步骤五,组装阴极电极:
[0086]I)阴极电极采用重量轻,柔性好的Ti片(08),裁剪Ti片,使其与ITO基底尺寸相同,Ti片厚度为0.1mm,将其浸渍在0.1M的HCl溶液中,时间为2.5h,然后用水和乙醇清洗,然后利用磁控溅射方法在其表面蒸镀一层Al膜(07),溅射功率为300W,工作气压为1.0Pa,溅射Al膜厚度为10nm;
[0087]2)取50mL钛酸丁酯(Ti (0C4H9)4)和6mL氢氟酸(HF,浓度为40 % )加入到200mL的聚四氟乙稀水热斧中,室温下搅拌均匀后,在170°C下水热12小时。其中,钛与氟的摩尔比为I,水热反应完成后,将所得的T12沉淀溶于300mL乙醇溶液中,搅拌均匀,将ITO基底的有机活性层一端浸入溶有Ti02乙醇溶液中,然后在勾胶机上5501'/111;[11下旋转128,得到一层10111]1左右的T12薄膜(06),然后放入真空烘箱60 °C烘烤2min;
[0088]3)将阴极电极Ti片覆盖在ITO玻璃(OI)上,使得阴极电极Al膜(07)—端与ITO玻璃上有机活性层(05)—端接触,
[0089]步骤六,引线及封装:将导线连接到ITO电极与阴极电极,并用环氧树脂对器件进行封装,放入固化炉中70 0C下处理25min。
[0090]聚合物太阳能模块测试结果
[0091]对WOx薄膜表面WOx纳米线长度测量,得到其长度值约为200nm;由于太阳能电池是能量转换器件,其性能的测量要以太阳光为基准,用太阳模拟光,在AMl.5G的标准光谱下进行性能测试,该器件短路电流密度约13.63mA/cm2,开路电压约0.94V,能量转换效率(PCE)可达7.2% ;重复测量500h后其电流衰减小于10%,在大气中放置50天后,测试其能量转换效率衰减为初始值的91 %。
[0092]测试表明,该发明的产品户外展示设备对太阳光的能量转换效率可达7.2%,能够高效的利用产品户外展示设备所处环境的太阳能,稳定性良好,并且循环工作时间、寿命较长,大大减小了对电网电能的依赖,有效节约了电网电能。
[0093]实施例5
[0094]—种基于高稳定性高转化效率的产品户外展示设
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1