太阳能电池的制作方法_3

文档序号:8449347阅读:来源:国知局
,则能够抑制无法进行电荷分离的区域的产生,能够抑 制光电转换效率的降低。上述硫化物层的厚度的更优选的下限为lOnm,更优选的上限为 lOOOnm,进一步优选的下限为20nm,进一步优选的上限为500nm。
[0056]在上述光电转换层为层叠体的情况下,上述有机半导体层的厚度的优选的下限为 5皿,优选的上限为lOOOnm。若上述厚度为5nmW上,则变得能够充分地吸收光,光电转换效 率变高。若上述厚度为lOOOnmW下,则能够抑制无法进行电荷分离的区域的产生,能够抑 制光电转换效率的降低。上述有机半导体层的厚度的更优选的下限为lOnm,更优选的上限 为500皿,进一步优选的下限为20皿,进一步优选的上限为200皿。
[0化7]另外,在上述光电转换层为复合膜的情况下,硫化物层与有机半导体层的比率非 常重要。硫化物层与有机半导体层的比率优选为1 : 19~19 : 1(体积比)。若上述比率 在上述范围内,则空穴或电子变得容易到达电极,因此,有助于光电转换效率的提高。上述 比率更优选为1 : 9~9 : 1(体积比)。
[0化引上述复合膜的厚度的优选的下限为30nm,优选的上限为3000nm。若上述厚度为 30nmW上,则变得能够充分地吸收光,光电转换效率变高。若上述厚度为3000nmW下,则电 荷变得容易到达电极,光电转换效率变高。上述复合膜的厚度的更优选的下限为40nm,更优 选的上限为lOOOnm,进一步优选的下限为50nm,进一步优选的上限为500nm。
[0化9] 本发明的太阳能电池在上述光电转换层与上述阳极之间还可W具有空穴输送层。
[0060] 上述空穴输送层的材料没有特别限制,例如,可举出P型导电性高分子、P型低分 子有机半导体、P型金属氧化物、P型金属硫化物、表面活性剂等,具体而言,例如可举出聚 己締二氧唾吩的聚苯己締横酸加成物、含駿基的聚唾吩、献菁、化咐、氧化钢、氧化饥、氧化 鹤、氧化镶、氧化铜、氧化锡、硫化钢、硫化鹤、硫化铜、硫化锡等、含氣基的麟酸、含幾基的麟 酸等。
[00W] 上述空穴输送层的厚度的优选的下限为1皿,优选的上限为2000皿。若上述厚度 为InmW上,则变得能够充分地封阻电子。若上述厚度为2000nmW下,则不易成为空穴输 送时的阻力,光电转换效率变高。上述空穴输送层的厚度的更优选的下限为3nm,更优选的 上限为1000皿,进一步优选的下限为5皿,进一步优选的上限为500皿。
[0062] 本发明的制造太阳能电池的方法没有特别限制,例如可举出:在基板上形成电极 (阳极),然后根据需要在该电极(阳极)的表面上将空穴输送层制膜,接下来,通过旋涂法 等印刷法、真空蒸锻法等在该空穴输送层的表面上将光电转换层制膜,然后通过如上所述 的方法在该光电转换层的表面上将电子输送层制膜,此外,在该电子输送层的表面上形成 电极(阴极)的方法等。另外,也可W在基板上形成了电极(阴极)之后依次形成电子输 送层、光电转换层、空穴输送层、电极(阳极)。
[0063] 本发明的太阳能电池即便在遮断紫外线的情况下光电转换效率仍变高,因此优选 在遮断紫外线的状态下使用。具体而言,例如优选为:在利用密封材料将本发明的太阳能电 池层叠在透明保护材料与背面保护材料之间并一体化而制成模块时,通过在表面设置紫外 线吸收层、或者在透明保护材料或密封材料中添加紫外线吸收材料而遮断紫外线。
[0064] 需要说明的是,通过遮断紫外线,从而能够抑制有机半导体的劣化,提高太阳能电 池的耐久性。
[0065] 发明效果
[0066] 根据本发明,能够提供一种即便在遮断紫外线的情况下仍表现出优异的光电转换 效率的太阳能电池。
【具体实施方式】
[0067]W下,列举实施例对本发明作更详细的说明,但本发明并不仅限于该些实施例。
[0068](实施例1)
[0069] 在作为透明电极(阴极)的IT0膜的表面上,通过旋涂法涂布己醇魄的己醇溶液, 形成干燥后的厚度为10皿的涂膜。在该涂膜的表面上通过旋涂法将氧化铁层(锐铁矿型 氧化铁,平均粒径16nm)制膜为0. 4ym的厚度,在400°C、大气下进行10分钟的烧成,形成 含有氧化铁和氧化魄(价数5)的电子输送层。
[0070] 接下来,在电子输送层的表面上通过蒸锻法层叠硫化铺,在250°C、低压下进行10 分钟烧成。在所得的由硫化铺形成的层的表面上通过旋涂法涂布P3HT(具有在3位上具 有己基的唾吩骨架的共辆聚合物),形成光电转换层。接下来,在光电转换层的表面上层叠 PEDOT:PSS,形成空穴输送层。此外,在空穴输送层的表面上,通过蒸锻法层叠金来作为金 属电极(阳极),得到太阳能电池。
[0071] (实施例2)
[0072] 使用硫化簡代替硫化铺,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。 [007引(实施例如
[0074] 使用氧化锋代替硫化铺,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[00巧](实施例4)
[0076] 使用富勒締衍生物PCBM代替硫化铺,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太 阳能电池。
[0077] (实施例5)
[007引使用己醇粗代替己醇魄,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[0079] (实施例6)
[0080] 使用己醇饥代替己醇魄,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[0081] (实施例7)
[0082] 使用氧化磯代替己醇魄,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[0083] (实施例8)
[0084] 通过旋涂法将氧化钢层制膜而来代替通过旋涂法涂布己醇魄的己醇溶液,除此W 夕F,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[00化](比较例1)
[0086] 未进行己醇魄的己醇溶液的涂布,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳 能电池。
[0087] (比较例。
[008引未进行己醇魄的己醇溶液的涂布,除此W外,与实施例2同样地操作而得到太阳 能电池。
[0089] (比较例如
[0090] 未进行己醇魄的己醇溶液的涂布,除此W外,与实施例3同样地操作而得到太阳 能电池。
[00川(比较例4)
[0092] 未进行己醇魄的己醇溶液的涂布,除此W外,与实施例4同样地操作而得到太阳 能电池。
[009引(比较例W
[0094] 使用了醇错来代替己醇魄,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[00巧](比较例6)
[0096] 使用了醇侣来代替己醇魄,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。
[0097] (比较例7)
[009引使用己醇儀来代替己醇魄,除此W外,与实施例1同样地操作而得到太阳能电池。 [0099](实施例9)
[0100] (魄渗杂氧化铁粒子的制备)
[0101] 在异丙醇铁3g中混合己醇魄0.Ig。在该混合物中滴加0. 1M的硝酸20mL后,在 80°C下揽拌8小时。揽拌后,用纯水洗漆所得的固体,制备出魄渗杂氧化铁粒子(由渗杂了 魄的氧化铁形成的粒子,Ti:Nb= 30 : 1,平均粒径lOnm)。
[0102] (太阳能电池的制造)
[0103] 在作为透明电极(阴极)的FTO膜的表面上,通过旋涂法涂布魄渗杂氧化铁粒子 的己醇分散液,形成干燥后的厚度为60nm的涂膜,然后在600°C、大气下进行30分钟的烧 成。在该涂膜的表面上,通过旋涂法将氧化铁层(锐铁矿型氧化铁,平均粒径16nm)制膜为 0. 2ym的厚度,在400°C、大气下进行10分钟的烧成,形成下述电子输送层,所述电子输送 层包含含有渗杂了魄(价数5)的氧化铁的层、和氧化铁层。
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