[發明專利]一種增強有機聚合物太陽能電池效率的方法

無效

• 申請號: 201110373472.8
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102394272A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 張興旺;高紅麗;譚海仁;尹志崗;吳金良
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，該方法是在有機聚合物太陽能電池的空穴傳輸層中摻入Au納米顆粒，包括：

步驟1：用檸檬酸鈉的水溶液作為還原劑，還原氯金酸，在沸騰條件下反應一定時間得到Au納米顆粒的膠體溶液；

步驟2：將Au納米顆粒的膠體溶液置于離心管中，在一定轉速下離心，可得到Au納米顆粒；

步驟3：將獲得的Au納米顆粒分散到一定體積的乙醇中，得到Au納米顆粒的水溶性溶液；

步驟4：用移液器取出Au納米顆粒水溶性溶液，按一定的比例摻入到PEDOT:PSS中，混合均勻，得到含Au納米顆粒的PEDOT:PSS溶液；

步驟5：將含Au納米顆粒的PEDOT:PSS溶液旋涂到ITO襯底上，經退火后得到摻Au納米顆粒的PEDOT:PSS空穴傳輸層。

2.根據權利要求1所述的增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，步驟1中所述檸檬酸鈉和氯金酸的質量比為2∶3～2∶1。

3.根據權利要求1所述的增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，步驟1中所述在沸騰條件下反應一定時間，該一定時間為5～20分鐘。

4.根據權利要求1所述的增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，步驟2中所述在一定轉速下離心，Au膠體溶液的離心速度為5000轉/分鐘，離心時間為15分鐘。

5.根據權利要求1所述的增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，步驟3中所述得到的Au納米顆粒的水溶性溶液中，Au納米顆粒的質量分數為3.6％。

6.根據權利要求1所述的增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，步驟4中所述得到的含Au納米顆粒的PEDOT:PSS溶液中，Au納米顆粒的水溶性溶液與PEDOT:PSS的體積比為1∶2。

7.根據權利要求1所述的增強有機聚合物太陽能電池效率的方法，其特征在于，步驟5中所述對含Au納米顆粒的PEDOT:PSS溶液進行退火的溫度為130℃，退火時間為15分鐘。

8.一種應用權利要求1-7中任一項所述的方法制備有機聚合物太陽能電池的方法，其特征在于，包括：

步驟1：清洗圖案化的ITO/玻璃襯底；

步驟2：在ITO/玻璃襯底上制備一層含Au納米顆粒的PEDOT:PSS層作為空穴傳輸層；

步驟3：在含Au納米顆粒的PEDOT:PSS層上旋涂一層PEDOT:PSS層；

步驟4：擦除一側的PEDOT:PSS，至露出ITO表面，作為電池的陽極；

步驟5：在PEDOT:PSS層上制備有機物聚噻吩和富勒烯衍生物的共混層作為光敏層；

步驟6：在聚合物/富勒烯衍生物共混層上制備Al電極，作為電池的陰極；

步驟7：退火，電池制備完畢。

9.根據權利要求8所述的制備有機聚合物太陽能電池的方法，其特征在于，步驟5中所述光敏層中有機物聚噻吩與富勒烯衍生物的質量比為1∶1。

10.根據權利要求8所述的制備有機聚合物太陽能電池的方法，其特征在于，步驟5中所述光敏層中有機物的溶劑采用氯苯(CB)溶劑。

11.根據權利要求8所述的制備有機聚合物太陽能電池的方法，其特征在于，步驟6中所述制備Al電極采用熱蒸發法，制備的Al電極的厚度為100-130nm。

12.根據權利要求8所述的制備有機聚合物太陽能電池的方法，其特征在于，步驟7中所述退火是在充滿高純氮氣的手套箱中進行，手套箱中含水量和含氧量均低于1ppm，退火溫度為120-150℃，退火時間為10-15分鐘。