一种纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池及其制备方法与流程

文档序号:12479389阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,包括载玻片(1),载玻片(1)上依次设置有阳极电极层(2)、阳极缓冲层(3)、聚合物活性层(5)、电池阴极层(6);载玻片(1)的背面上设置有二氧化硅纳米粒子层(7);所述阳极缓冲层(3)中掺杂有金属纳米粒子(4)。

2.根据权利要求1所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述金属纳米粒子(4)为银纳米粒子或金纳米粒子,其粒子直径为10-30nm。

3.根据权利要求1所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述阳极缓冲层(3)为聚乙烯二氧噻吩—聚苯乙烯磺酸盐,阳极缓冲层(3)的厚度为40-60nm。

4.根据权利要求1所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述聚合物活性层(5)为P3HT:PCBM的共混材料,聚合物活性层(5)的厚度为80-100nm。

5.根据权利要求1所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述电池阴极层(6)为铝或银制成,其厚度为100-200nm。

6.根据权利要求1所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述二氧化硅纳米粒子层(7)的直径为400-600nm。

7.一种如权利要求1所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,在载玻片上通过气相沉积法或者磁控溅射法制备阳极电极层,并且对阳极电极层的表面进行亲水处理;

步骤2,在阳极电极层表面旋涂掺杂有金属纳米颗粒的聚乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐,在经过烘干得到阳极缓冲层;

步骤3,在阳极缓冲层上旋涂P3HT:PCBM共混材料,经过退火处理,得到聚合物活性层;

步骤4,在聚合物活性层的表面蒸镀一层铝或者银,得到电池阴极层,电池阴极层的厚度为100-200nm;

步骤5,在载玻片的背面通过旋涂法或界面单层膜转移法铺排单层二氧化硅纳米粒子层,二氧化硅纳米粒子的直径为400-600nm;

步骤6,得到纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池。

8.根据权利要求5所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤1中阳极电极层为氧化铟锡ITO,或为掺有氟的二氧化锡FTO。

9.根据权利要求5所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤2阳极缓冲层的厚度为40-60nm,且阳极缓冲层中掺杂有银纳米粒子或金纳米粒子;银纳米粒子或金纳米粒子的直径为10-30nm。

10.根据权利要求5所述的纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤3中P3HT:PCBM共混材料中P3HT和PCBM的质量比为1:0.5~0.7,浓度为20-30mg/ml;且聚合物活性层的厚度为80-100nm。

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