[發(fā)明專利]一種基于TiO2同質(zhì)核殼納米陣列的有機/無機雜化太陽電池及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310019918.6 | 申請日： | 2013-01-18 |
| 公開（公告）號： | CN103151462A | 公開（公告）日： | 2013-06-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳璠;王命泰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院等離子體物理研究所 |
| 主分類號： | H01L51/42 | 分類號： | H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48 |
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| 地址： | 230031 安徽*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 tio sub 同質(zhì) 納米 陣列 有機 無機 太陽電池 及其 制備 方法 | ||
1.一種基于TiO2同質(zhì)核殼納米陣列的有機/無機雜化太陽電池，其特征在于：包括有玻璃襯基、作為陽極的FTO層、TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列、MEH-PPV膜層、PEDOT:PSS空穴傳輸層以及作為電池的陰極的Au膜層；所述的FTO層鍍在玻璃襯基上作為電池的陽極，以垂直生長于FTO層之上的TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列為電池的電子傳輸通道，光吸收材料MEH-PPV填充到TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒的間隙之中，同時在TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列上方形成MEH-PPV膜層，在MEH-PPV膜層上沉積PEDOT:PSS作為空穴傳輸層，在空穴傳輸層上沉積Au膜作為電池的陰極；所述的TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒由TiO2納米棒和TiO2量子點殼層組成，TiO2納米棒表面包覆著TiO2量子點殼層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于TiO2同質(zhì)核殼納米陣列的有機/無機雜化太陽電池，其特征在于：所述的空穴傳輸層優(yōu)選由在MEH-PPV膜層上沉積PEDOT:PSS和異丙醇組成的混合液而得，所述的PEDOT:PSS和異丙醇的體積比為1：0.5-1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于TiO2同質(zhì)核殼納米陣列的有機/無機雜化太陽電池，其特征在于：FTO層的厚度為100-500?nm，TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)陣列的長度為100-700?nm、直徑為20-50?nm、棒的數(shù)量密度為1-3×102個/μm2，TiO2殼層厚度為5-20?nm，位于TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列上方的MEH-PPV膜層厚度為30-200?nm，PEDOT:PSS層厚度為40-80?nm，Au膜厚度為60-120?nm。
4.一種權(quán)利要求1所述的基于TiO2同質(zhì)核殼納米陣列的有機/無機雜化太陽電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
A、將FTO導(dǎo)電玻璃上的FTO用濃度為5.5-6.5?mol/L的鹽酸和Zn粉刻蝕成細(xì)條，再經(jīng)丙酮、異丙醇、超純水超聲清洗干凈，干燥后得到經(jīng)過處理的FTO導(dǎo)電玻璃；
將20-40?mL濃度為36%-38%濃鹽酸溶解于20-40?mL去離子水中，在室溫下攪拌均勻后置于100?mL?容積的高壓釜內(nèi)膽中，再將經(jīng)過處理的FTO導(dǎo)電玻璃倒置于高壓釜內(nèi)膽中并加入0.5-1.5?mL鈦酸異丙酯，接著超聲5-20?min，將高壓釜密封于160-200?℃烘箱中反應(yīng)1.5-2.5小時，得到TiO2納米棒陣列；
B、將A步驟得到的TiO2納米棒陣列在馬費爐中于空氣氣氛和400-500?oC溫度下退火20-40?min；將TiO2納米棒陣列倒置于盛有濃度為0.05-0.2?mol/L的鈦酸異丙酯的乙醇溶液的高壓釜中，密封后于150-250?℃烘箱中反應(yīng)4-24小時，得到以TiO2量子點組成的多晶膜為殼層的垂直生長于FTO層之上的TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列，TiO2殼層的厚度由高壓釜中的反應(yīng)時間控制；
C、將以氯苯為溶劑且濃度為5-20?mg/mL的MEH-PPV的溶液于室溫下旋涂到B步驟所得的TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列上，并在惰性氣體保護(hù)下于150-200?℃熱處理5-30分鐘，使得MEH-PPV填充到TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒的間隙之中并在TiO2納米棒-量子點同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米棒陣列上方形成MEH-PPV膜層；
D、在步驟C所得的MEH-PPV膜層上旋涂一層體積比為1：0.5-1.5的PEDOT:PSS和異丙醇組成的混合液或PEDOT:PSS溶液，在惰性氣體保護(hù)下于100?℃下熱處理5-30分鐘，得到PEDOT:PSS膜層作為空穴傳輸層，在PEDOT:PSS膜層上通過熱蒸發(fā)方法蒸鍍Au膜,?得到雜化太陽電池；
E、將雜化太陽電池在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行封裝即得產(chǎn)品。
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