[發明專利]太陽能電池器件及其制備方法

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• 申請號: 201210468624.7
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103824942A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 周明杰;王平;黃輝;陳吉星
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 生啟;何平

【技術領域】

本發明涉及一種太陽能電池器件及其制備方法。

【背景技術】

太陽能電池器件由于具有廉價、清潔、可再生等優點而得到了廣泛的應用。目前常用的太陽能電池器件結構包括依次層疊的陽極、空穴緩沖層、活性層、電子緩沖層及陰極?；钚詫拥募ぷ臃蛛x產生空穴和電子后，空穴到達陽極，電子到達陰極，從而被電極收集，形成有效的能量轉換。目前常用的太陽能電池中空穴的傳輸速度比電子的傳輸速度高很多，使得空穴與電子的傳輸速度不平衡，從而導致太陽能電池的能量轉換效率較低。

【發明內容】

基于此，有必要提供一種能量轉換效率較高的太陽能電池器件及其制備方法。

一種太陽能電池器件，包括依次層疊的陽極、空穴緩沖層、活性層、電子緩沖層及陰極，所述活性層的材料為聚3-己基噻吩與富勒烯的丁酸甲酯的混合物，所述電子緩沖層的材料包括電子緩沖材料及富勒烯衍生物，所述電子緩沖材料選自氟化鋰、碳酸鋰及碳酸銫中的至少一種，所述富勒烯衍生物選自C₆₀、[6，6]-苯基-C₆₁-丁基酸甲酯、C₇₀及[6，6]-苯基-C₇₁-丁基酸甲酯中的至少一種。

在優選的實施例中，所述電子緩沖層的厚度為20nm~100nm。

在優選的實施例中，所述電子緩沖層中所述電子緩沖材料與所述富勒烯衍生物的質量比為1:1~1:60。

在優選的實施例中，所述空穴緩沖層的材料為聚3,4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸鹽的混合物。

在優選的實施例中，所述陰極的材料選自鋁、銀、金及鉑中的至少一種。

一種太陽能電池器件的制備方法，包括以下步驟：

在陽極表面依次旋涂制備空穴緩沖層及活性層，所述活性層的材料為聚3-己基噻吩與富勒烯的丁酸甲酯的混合物；

在所述活性層表面旋涂含有電子緩沖材料及富勒烯衍生物的懸浮液制備電子緩沖層，所述電子緩沖材料選自氟化鋰、碳酸鋰及碳酸銫中的至少一種，所述富勒烯衍生物選自C₆₀、[6，6]-苯基-C61-丁基酸甲酯、C₇₀及[6，6]-苯基-C71-丁基酸甲酯中的至少一種；及

在所述電子緩沖層的表面蒸鍍制備陰極。

在優選的實施例中，所述電子緩沖層的厚度為20nm~100nm。

在優選的實施例中，所述電子緩沖層中所述電子緩沖材料與所述富勒烯衍生物的質量比為1:1~1:60。

在優選的實施例中，所述含有電子緩沖材料及富勒烯衍生物的懸浮液中所述富勒烯衍生物的質量百分含量為5%~30%。

在優選的實施例中，所述空穴緩沖層的材料為聚3,4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸鹽的混合物。

上述太陽能電池器件及其制造方法，通過設置由電子緩沖材料和富勒烯衍生物摻雜形成的電子緩沖層，富勒烯衍生物的電子傳輸速率較高，與活性層的材料是同系物，性質接近，兩層之間的能級差相差較小，幾乎不存在能量勢壘，同時，富勒烯衍生物的電子傳輸速率較高，可提高電子傳輸速率，使空穴與電子的傳輸速率達到平衡，最終提高太陽能電池器件的能量轉換效率；電子緩沖層由旋涂制備，一方面，旋涂工藝簡單可控，同時，活性層也采用的是旋涂，因此，可使兩層的相容性得到加強，摻雜工藝比單獨蒸鍍電子緩沖層更簡單，對厚度要求較低，制備工藝簡單。

【附圖說明】

通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1為一實施例的太陽能電池器件的結構示意圖；

圖2為一實施例的太陽能電池器件的制備方法的流程圖；

圖3為實施例1的太陽能電池器件的電流密度與電壓關系圖。

【具體實施方式】

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

請參閱圖1，一實施例的太陽能電池器件100包括依次層疊的陽極10、空穴緩沖層20、活性層30、電子緩沖層40及陰極50。