[實用新型]一種半透明有機太陽能電池

有效

• 申請號: 201220631498.8
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN203055993U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 龍擁兵;鄧奇光;陳依;張陽東;劉陽天;鄭卓燊
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚志強

技術領域

本實用新型屬于有機光電器件技術領域，具體設計一種半透明的有機太陽能電池。?

背景技術

隨著煤炭、石油和天然氣等非可再生資源日益枯竭，新能源特別是太陽能電池成為國內外研究關注的一個熱點。在太陽能電池家族中，有機太陽能電池（organic?solar?cells，OSCs）由于具備柔性、質量輕、易制備以及潛在的價格低廉優勢而受到廣泛的關注，并且其最高效率已經超過9%。有機太陽能電池的另一特點是其吸收光譜不連續，易制成在可見光波段半透明的有機太陽能電池器件。基于這一性質，有機太陽能電池可被集成到玻璃上制備既具有光伏發電功能又在特定可見光波段透明的光伏玻璃（Photovoltaic?glass，PV-Glass）。這種玻璃在光伏半透明彩色窗戶、光伏建筑一體化和光伏汽車玻璃等領域具有廣泛的應用前景，半透明有機太陽能電池也因此成為光伏領域中一個新的研究熱點。?

有機太陽能電池的效率長期以來一直很低，這是由于當光照射到有機半導體時，有機半導體中通常不會形成自由載流子，而是形成激子(電子空穴對)。具有不同能級結構的兩種有機材料的界面被認為是激子分離的地方，因此光照射形成的激子必須擴散到界面才能最大程度的分離。因此要提高有機材料對太陽光的吸收，可以采用級連結構或疊層結構，這樣半透明太陽能電池的研究變得很有必要。現有一種有機太陽能電池結構如下：依次包括：Glass、ITO、載流子傳輸層、有機活性層、載流子傳輸層、透明電極，此結構存在的問題為透過率和吸光效率之間不能同時優化，同時有機活性層太薄，無法完全吸收入射光子。?

發明內容

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種半透明的有機太陽能電池，利用一維光子晶體的禁帶特性提高活性層吸光效率，同時利用一維光子晶體的通帶特性保持電池器件的高透過率特性。?

本實用新型解決其問題所采用的技術方案是：?

一種半透明有機太陽能電池，包括基底和有機太陽能電池元件，有機太陽能電池元件包含：一維光子晶體層，位于基底之上；第一透明電極層，位于一維光子晶體層之上；電池層，位于第一透明電極層之上；第二透明電極層，位于電池層之上；減反層，位于第二透明電極層之上。

進一步地，還包括相位匹配層，位于一維光子晶體層之上，第一透明電極層之下。?

進一步地，所述電池層還包含：第一載流子傳輸層，位于第一透明電極層之上；活性層，位于第一載流子傳輸層之上；第二載流子傳輸層，位于活性層之上。?

優選地，所述活性層為窄帶隙有機物和富勒烯的衍生物PCBM的混合物。?

進一步地，所述第一載流子傳輸層與第二載流子傳輸層傳輸不同的載流子。第一載流子傳輸層為空穴傳輸層，同時第二載流子傳輸層為電子傳輸層；或者第一載流子傳輸層為電子傳輸層，同時第二載流子傳輸層為空穴傳輸層。?

優選地，一維光子晶體層由兩種折射率不同的薄膜介質周期性排列而成。?

優選地，所述減反層為低吸收材料。?

作為本實用新型的另一個技術方案，一種半透明有機太陽能電池，包括基底和有機太陽能電池元件，有機太陽能電池元件包含：減反層，位于基底之上；第二透明電極層，位于減反層之上；電池層，位于第二透明電極層之上；第一透明電極層，位于電池層之上；一維光子晶體層，位于第一透明電極層之上。?

進一步地，還包括相位匹配層，位于一維光子晶體層之下，第一透明電極層之上。?

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用的一種半透明的有機太陽能電池，采用的結構為：依次包括：減反層、第一透明電極層、載流子傳輸層、活性層、載流子傳輸層、第一透明電極層、相位匹配層、一維光子晶體層、基底，利用一維光子晶體在通帶內具有高透過率、在禁帶內具有高反射率的特點，同時優化半透明有機太陽能電池的吸光效率和器件透明度。?

附圖說明

下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。?

圖1是本實用新型的一種半透明有機太陽能電池的結構圖；?

圖2是本實用新型的一種半透明有機太陽能電池的一個實施例的結構圖；

圖3是本實用新型的一種半透明有機太陽能電池中電池層的結構圖；

圖4是本實用新型的一種半透明有機太陽能電池中一維光子晶體層的結構圖；

圖5是本實用新型的一種半透明有機太陽能電池的吸收率/透過率的曲線分布圖；

圖6是本實用新型第一載流子傳輸層為空穴傳輸層，同時第二載流子傳輸層為電子傳輸層的情況下的制備方法步驟；

圖7是本實用新型第一載流子傳輸層為電子傳輸層，同時第二載流子傳輸層為空穴傳輸層的情況下的制備方法步驟；