[實用新型]有機/聚合物太陽能電池制備的磁處理設備

無效

• 申請號: 201120025872.5
• 申請日: 2011-01-26
• 公開（公告）號: CN202076329U
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 劉銀春
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01F13/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及一種有機/聚合物太陽能電池制備的磁處理設備，屬于太陽能電池制造領域，可用于有機發光材料的薄膜層，染料敏化太陽電池的活性層。

背景技術

19世紀50年代，Bell實驗室制備了首個晶體硅太陽電池，能量轉換效率達6%左右，自那時起，無機太陽電池開始被廣泛研究。目前，無機太陽能電池以硅基為主，最高的硅基太陽電池效率達到24%，逐漸接近于理論上限30%，但在市場化方面，由于制作條件苛刻，生產成本高，其總量依然不及全球能量總量的0.1%。

聚合物太陽電池，以聚合物材料為活性層，可與柔性襯底很好結合，具有材料來源廣泛、重量輕、制備工藝簡單(可通過旋涂、噴墨打印等方法成膜)、可大面積成膜等優點而成為近年來研究的熱點。目前聚合物太陽電池的能量轉換效率在5%-8%之間，限制聚合物太陽電池的關鍵因素之一是活性層材料的電荷遷移率低（約為10^-3?cm²·V^-1·S^-1），與傳統無機硅晶體具有10⁴?cm²·V^-1·S^-1的遷移率相差甚遠。近20年來，人們通過不懈的努力來提高聚合物太陽電池的遷移率。

1995年，Yu等用MEH-PPV與C60衍生物PCBM混合作為活性層制備了聚合物體異質結太陽能電池。器件在20?mW/cm2、430?nm單色光照射下，能量轉換效率為2.9%。這是首個基于聚合物材料與PCBM受體制備的體異質結太陽能電池，并提出了復合膜中互穿網絡結構的概念。互穿網絡結構增大了激子的分離界面，形成網絡狀連續相，利于載流子傳輸電荷。

2001年，Shaheen等用氯苯做成膜溶劑制備活性層（MDMO-PPV:PCBM），與甲苯做成膜溶劑相比較，由氯苯所制備的體異質給受體混合膜具有更細化的分相，有利于電荷的有效分離，在80?mW/cm2、AM1.5的模擬太陽光照射下能量轉換效率達2.5%。

2003年，Padinger等基于P3HT:PCBM制備了電池，通過對制備完的器件進行退火和施加外電場的后處理，電池性能大幅度提高，優化的器件性能在80?mW/cm2白光照射下，能量轉換效率達3.5%，外量子效率光譜峰值處達70%。

2005年,美國加州大學圣塔芭芭拉分校的Alan?J.Heeger?教授研究小組對P3HT:PCBM結構的器件進行了系統的研究，優化了退火溫度和時間及給受體比例，在150℃下退火30分鐘，P3HT(10?mg/ml),?PCBM(8?mg/ml)得到了最佳化的電池特性，在80?mW/cm2、AM1.5的模擬太陽光照射下能量轉換效率達5%。在2007年該小組采用“級聯結構”使聚合物太陽電池的能量轉換效率高達6.5%。2009年，由Kwang-hee?Lee和Alan?J.Heeger領導的研究小組將PCDTBT及PC70BM的體異質結體系的單結有機薄膜光伏電池的單元轉換效率提高到了6.1%。2009年11月初已有報道：有機太陽電池的效率提高到了7.6%。

然而目前的太陽能電池的光電轉換效率還不是很高，有待進一步的提升。因此，針對上述問題是本實用新型的研究目的。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種有機/聚合物太陽能電池制備的磁處理設備，該設備有利于增強太陽能電池中活性層的短路電流密度，提高太陽能電池光電轉換效率。

本實用新型的另一特征在于：一種有機/聚合物太陽能電池制備的磁處理設備，其特征在于：包括環形磁路導體，所述磁路導體上設有聯接在兩側內環面上的兩個相對應的磁塊，所述兩個磁塊極性相反，之間形成磁場。

本實用新型的優點：本實用新型通過對活性層進行磁場處理，可有效提升太陽能電池的短路電流密度及最大輸出功率，提高太陽能電池光電轉換效率，從而提升太陽能電池的性能。

附圖說明

圖1?本實用新型磁化設備的結構示意圖。

具體實施方式

參考圖1，一種有機/聚合物太陽能電池制備的磁處理設備，包括環形磁路導體1，所述磁路導體1上設有聯接在兩側內環面上的兩個相對應的磁塊2，所述兩個磁塊2極性相反，之間形成磁場，兩個磁塊2之間放置需磁處理晾干的有機聚合物太陽能電池活性層。

上述磁塊2與磁路導體1之間通過調節螺桿3連接以實現調節兩磁塊的間距，從而調節磁場強度。

上述磁塊2為永磁體或電磁鐵，電磁鐵的磁場強度可通過調節電流來實現。