[發明專利]太陽能電池器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201310263509.0
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104253214A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 周明杰;黃輝;馮小明;王平
• 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

1.一種太陽能電池器件，其特征在于，包括依次層疊的陽極、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，所述中間層包括富勒烯衍生物層及層疊于所述富勒烯衍生物層表面的摻雜層，所述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一種，所述摻雜層的材料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料，所述空穴摻雜材料選自1，1-二[4-[N，N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]環己烷、4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺及N，N’-（1-萘基）-N，N’-二苯基-4,4’-聯苯二胺中的至少一種，所述鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及硫化鐵中的至少一種，所述空穴摻雜材料選自2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對苯醌、4,4',4-三(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4-三(N-(2-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺及4,4',4-三(N,N-2-苯基氨基)三苯胺中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：所述富勒烯衍生物層的厚度為20nm～60nm。

3.根據權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：所述摻雜層的厚度為20nm～80nm，所述摻雜層中所述空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質量比為5:0.2:0.1～5:2:1。

4.根據權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：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。

5.根據權利要求1所述的太陽能電池器件，其特征在于：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-丁酸甲酯的質量比為1:0.5～1:4。

6.一種太陽能電池器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在陽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；

將含有富勒烯衍生物的懸浮液旋涂在所述第一活性層表面制備富勒烯衍生物層，所述富勒烯衍生物層的材料選自足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯及[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的至少一種；

將含有摻雜材料的懸浮液旋涂在所述富勒烯衍生物層的表面制備摻雜層，所述摻雜材料包括空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料，所述空穴摻雜材料選自1，1-二[4-[N，N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]環己烷、4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺及N，N’-（1-萘基）-N，N’-二苯基-4,4’-聯苯二胺中的至少一種，所述鐵鹽選自三氯化鐵、三溴化鐵及硫化鐵中的至少一種，所述空穴摻雜材料選自2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對苯醌、4,4',4-三(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4-三(N-(2-萘基)-N-苯基氨基)三苯胺及4,4',4-三(N,N-2-苯基氨基)三苯胺中的至少一種；

在所述摻雜層表面旋涂含有聚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。

7.根據權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述富勒烯衍生物層的厚度為20nm～60nm。

8.根據權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述摻雜層的厚度為20nm～80nm，所述摻雜層中所述空穴傳輸材料、鐵鹽及空穴摻雜材料的質量比為5:0.2:0.1～5:2:1。

9.根據權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述含有富勒烯衍生物層材料的懸浮液中，所述富勒烯衍生物的濃度為20mg/mL～50mg/mL。

10.根據權利要求6所述的太陽能電池器件的制備方法，其特征在于：所述含有摻雜材料的懸浮液中，所述空穴傳輸材料的濃度為5mg/ml～20mg/ml。