[發明專利]反型結構聚合物太陽能電池及其制備方法

無效

• 申請號: 200910067138.2
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101577313A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 沈亮;陳維友;阮圣平;張歆東;郭文濱;劉彩霞;陶晨
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張景林;劉喜生

1、反型結構聚合物太陽能電池，其特征在于：從下至上，結構依次為ITO襯底陰極(1)、TiO₂電子傳輸層(2)、P3HT:PCBM有源層(3)、CuPc空穴傳輸層(4)、Au陽極(5)，即ITO/TiO₂/P3HT:PCBM/CuPc/Au結構，且Au陽極(5)為條形結構。

2、如權利要求1所述的反型結構聚合物太陽能電池，其特征在于：ITO襯底陰極(1)的厚度為50～100nm，TiO₂電子傳輸層(2)的厚度為25～50nm，P3HT:PCBM有源層(3)的厚度為200～300nm，CuPc空穴傳輸層(4)的厚度為1～15nm，Au陽極(5)的厚度為50～80nm。

3、權利要求1所述反型結構聚合物太陽能電池的制備方法，其步驟如下：

A、切割ITO玻璃，將其置入燒杯中，分別使用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15～20min，清洗后，用干燥氮氣吹干，放入培養皿中；

B、(1)室溫25℃下將10～20ml的鈦酸四丁酯于劇烈攪拌下滴加到90～100ml無水乙醇中，再滴加10～20ml的冰乙酸，經過20～30min的攪拌，得到均勻透明的淡黃色溶液；然后加入10～20ml的乙酰丙酮，攪拌20～30min，再將10～20ml去離子水以2～4ml/min的速率緩慢滴加到上述溶液中，繼續攪拌1～2h，得到了均勻透明的淡黃色溶膠，放置陳化6～8h；

(2)將陳化后的溶膠采用旋涂的方法在清洗烘干后的ITO玻璃上制備TiO₂薄膜，旋涂的速度為2000～5000rpm；

(3)最后將帶有TiO₂薄膜的ITO玻璃放入馬弗爐中，于450～550℃溫度條件下焙燒2～3h，之后關閉電源讓薄膜隨爐自然冷卻至室溫，即在ITO上制備得到納米晶體TiO₂薄膜，薄膜的厚度為25～50nm；

C、室溫下，將P3HT在攪拌的條件下溶于有機溶劑二氯苯中，配成15～25毫克/毫升的溶液，然后在500～1000rpm的攪拌速度下，攪拌12～24小時；再往該溶液中加入與P3HT質量相同的PCBM，并在1000～1500rpm的攪拌速度下，攪拌36～48小時，從而配成質量比為1∶1的P3HT∶PCBM混合溶液；

D、在納米晶體TiO₂薄膜上旋涂P3HT∶PCBM混合溶液，轉速為700～1000rpm；然后，將樣品放入真空烘箱中，真空條件下150～180℃退火30～60min，從而在TiO₂薄膜上形成P3HT∶PCBM有源層，厚度為200～300nm；

E、將樣品取出，放入SD400B型多源控溫有機氣相分子沉積系統中，在壓強為1×10^-4～9×10^-4Pa下，在P3HT∶PCBM有源層上生長一層CuPc薄膜，厚度為1～15nm，生長速度為

F、最后在SD400B型多源控溫有機氣相分子沉積系統中，使用條形掩膜版，在壓強為1×10^-3～9×10^-3Pa下，在CuPc薄膜上蒸發條形Au電極，厚度為50～80nm，生長速度為