[發明專利]一種在空氣中制備有機-無機復合太陽能電池的方法

有效

• 申請號: 201110225480.8
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102280591A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 吳素娟;溫明菊;鐘健;劉俊明
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一種在空氣中制備ZnO(CdS):P3HT:PCBM有機-無機復合太陽能電池的方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)在清潔的氧化銦錫導電玻璃上，采用旋涂法旋涂醋酸鋅溶液，在300～500℃下熱處理，制備厚度為50～100nm的ZnO膜；所述醋酸鋅溶液以乙二醇甲醚為溶劑，濃度為5～15wt％；

(2)在乙二醇甲醚與異丙醇的質量比為2∶1～6∶1的溶劑中，加入醋酸鋅，配置成濃度為2～10wt％的醋酸鋅溶液；在醋酸鋅溶液中加入PVP，攪拌使其溶解均勻，得到PVP濃度為2～10wt％的澄清透明溶液；將澄清透明溶液吸入注射器中，采用電紡絲法在步驟(1)所得有ZnO膜的ITO導電玻璃上制備有序納米線，在400～500℃熱處理納米線，得到有序ZnO納米線網絡；

(3)將摩爾比為1∶1的硝酸鎘與硫代乙酰胺配置成水溶液；采用納米晶層沉積法，將步驟(2)所得有序ZnO納米線網絡放入上述溶液中，常溫下靜置3～30分鐘后，在有序ZnO納米線上沉積CdS層，取出ZnO納米線網絡用去離子水、乙醇交替沖洗，吹干，即制得ZnO(CdS)納米線網絡。

(4)將質量比為1∶0.8～1∶1的P3HT與PCBM溶解在氯苯中配成濃度為36～40mg/ml的混合溶液，采用旋涂法將混合溶液注入到ZnO(CdS)納米線網絡中，得到ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性層；

(5)將步驟(4)所得的ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性層放入手套箱中，在100～150℃下熱處理5～30分鐘后取出，采用旋涂法在ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性層上旋涂PEDOT:PSS溶液，在80～200℃下熱處理30～120分鐘，制備厚度為50～100nm的PEDOT:PSS膜，即得到有PEDOT:PSS阻擋層的ZnO(CdS):P3HT:PCBM活性層。

(6)采用熱蒸發法在步驟(5)所得的活性層上蒸鍍一層厚80～150nm的金電極，取出蒸好電極的電池，放入手套箱中在100～150℃下熱處理5～30分鐘；封裝制備好的電池，即得到可在空氣中測試的ZnO(CdS):P3HT:PCBM有機-無機復合太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的一種在空氣中制備ZnO(CdS):P3HT:PCBM有機-無機復合太陽能電池的方法，其特征在于：步驟(3)所述水溶液中硝酸鎘含量為0.2～0.4wt％。

3.根據權利要求1所述的一種在空氣中制備ZnO(CdS):P3HT:PCBM有機-無機復合太陽能電池的方法，其特征在于：步驟(6)所述熱蒸發法是在熱蒸發儀中進行；所述蒸鍍是在氣壓為6×10^-6～1×10^-8毫托，速度為1～10nm/min條件下進行。

4.根據權利要求1所述的一種在空氣中制備ZnO(CdS):P3HT:PCBM有機-無機復合太陽能電池的方法，其特征在于：步驟(6)所述封裝采用的材料為環氧樹脂。

5.一種根據權利要求1～4任一項所述方法制備得到的ZnO(CdS):P3HT:PCBM有機-無機復合太陽能電池。