[發(fā)明專(zhuān)利]太陽(yáng)能電池器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310263473.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104253212A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周明杰;黃輝;馮小明;王平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/42
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 生啟;何平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池器件及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池器件由于具有廉價(jià)、清潔、可再生等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。目前常用的太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)包括依次層疊的陽(yáng)極、空穴緩沖層、第一活性層、電子緩沖層及陰極。第一活性層的激子分離產(chǎn)生空穴和電子后，空穴到達(dá)陽(yáng)極，電子到達(dá)陰極，從而被電極收集，形成有效的能量轉(zhuǎn)換。目前，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)換效率較高的太陽(yáng)能電池器件及其制備方法。

一種太陽(yáng)能電池器件，包括依次層疊的陽(yáng)極、空穴緩沖層、第一活性層、中間層、第二活性層、電子緩沖層及陰極，所述第一活性層和第二活性層的材料為聚3-己基噻吩與6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的混合物，所述中間層的材料包括鐵鹽、聚噻吩及電子傳輸材料，鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及硫化鐵中的至少一種，所述聚噻吩選自聚3己基噻吩、聚3-甲基噻吩及聚3辛基噻吩中的至少一種，所述電子傳輸材料選自4,7-二苯基-1,10-菲羅啉、3-(聯(lián)苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑及N-芳基苯并咪唑中的至少一種。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述中間層的厚度為10nm～40nm。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述中間層中所述電子傳輸材料、鐵鹽及聚噻吩的質(zhì)量比為1:0.1:5～1:0.5:1。

在優(yōu)選的實(shí)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(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一活性層及第二活性層中所述聚3-己基噻吩與所述6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的質(zhì)量比為1:0.5～1:4。

一種太陽(yáng)能電池器件的制備方法，包括以下步驟：

在陽(yáng)極表面上旋涂制備空穴緩沖層；

在所述空穴緩沖層上旋涂含有聚3-己基噻吩及6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的溶液，形成第一活性層；

將含有中間層材料的懸浮液旋涂在所述第一活性層表面制備中間層，所述中間層材料包括鐵鹽、聚噻吩及電子傳輸材料，鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及硫化鐵中的至少一種，所述聚噻吩選自聚3己基噻吩、聚3-甲基噻吩及聚3辛基噻吩中的至少一種，所述電子傳輸材料選自4,7-二苯基-1,10-菲羅啉、3-(聯(lián)苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑及N-芳基苯并咪唑中的至少一種；

在所述中間層表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯的溶液，形成第二活性層；及

在所述第二活性層的表面依次蒸鍍制備電子緩沖層及陰極。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述中間層中所述電子傳輸材料、鐵鹽及聚噻吩的質(zhì)量比為1:0.1:5～1:0.5:1。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述中間層的厚度為10nm～40nm。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述含有中間層材料的懸浮液中，所述聚噻吩的濃度為2mg/ml～10mg/ml。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，旋涂制備中間層時(shí)，轉(zhuǎn)速為2000rpm～8000rpm，時(shí)間為10秒～30秒；旋涂后在100℃～200℃下烘干10min～30min。

上述太陽(yáng)能電池器件及其制備方法，通過(guò)在第一活性層及第二活性層之間制備中間層，提高太陽(yáng)能電池器件的第一活性層及第二活性層的光吸收效率，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率；由鐵鹽、聚噻吩以及電子傳輸材料進(jìn)行摻雜形成中間層，電子傳輸材料可提高電子的傳輸速率，可使活性層分離的電子快速到達(dá)中間層，而聚噻吩具有空穴傳輸性能，聚合物的鏈段結(jié)構(gòu)可形成纏結(jié)，為空穴傳輸提供了通道，鐵鹽存在大量的游離電子，可形成大量的空位，可提高空穴的傳輸速率，有利于避免載流子陷阱的存在，三者摻雜，小分子的電子傳輸材料與高分子的聚合物之間由于可形成較明顯的相界面（高分子存在鏈纏結(jié)，而小分子不出現(xiàn)這種現(xiàn)象，不會(huì)和高分子的鏈段互相纏繞），這種明顯的相界面可使空穴和電子互相獨(dú)立，阻止了電子和空穴的碰撞再?gòu)?fù)合的發(fā)生，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池器件的制備方法流程圖；

圖3為實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池器件及傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池器件的電流密度與電壓關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式