[發(fā)明專利]太陽能電池器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310263583.2
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104253218A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周明杰;黃輝;馮小明;王平
• 申請（專利權(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
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 生啟;何平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池器件及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽能電池器件由于具有廉價、清潔、可再生等優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用。目前常用的太陽能電池器件結(jié)構(gòu)包括依次層疊的陽極、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，空穴到達陽極，電子到達陰極，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、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n型層、層疊于n型層表面的光輔助層及層疊于光輔助層表面的p型層，n型層的材料選自氧化鋅、二氧化鈦、氧化鎂或氧化鈣中的至少一種，光輔助層的材料為聚3,4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸鹽混合物，p型層的材料包括二苯基二（o-甲苯基）硅、p-二（三苯基硅）苯、1,3-雙（三苯基硅）苯或p-雙（三苯基硅）苯中至少一種。

在優(yōu)選的實施例中，所述n型層的厚度為1μm～10μm，所述光輔助層的厚度為20nm～50nm，所述p型層的厚度為20nm～60nm。

在優(yōu)選的實施例中，所述光輔助層中所述聚3,4-二氧乙烯噻吩與所述聚苯磺酸鹽的重量比為2:1～6:1。

在優(yōu)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(yōu)選的實施例中，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。

一種太陽能電池器件的制備方法，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n型層的材料的懸浮液旋涂在所述第一活性層表面制備n型層，所述n型層的材料選自氧化鋅、二氧化鈦、氧化鎂或氧化鈣中的至少一種；

將含有光輔助層的材料的水溶液旋涂在所述n型層的表面制備光輔助層，所述光輔助層的材料為聚3,4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸鹽混合物；

將含有p型層的材料的懸浮液旋涂在所述光輔助層的表面制備p型層，p型層的材料包括二苯基二（o-甲苯基）硅、p-二（三苯基硅）苯、1,3-雙（三苯基硅）苯或p-雙（三苯基硅）苯中至少一種；

在所述p型層表面旋涂含有聚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)選的實施例中，所述n型層的厚度為1μm～10μm，所述光輔助層的厚度為20nm～50nm，所述p型層的厚度為20nm～60nm。

在優(yōu)選的實施例中，所述光輔助層中所述聚3,4-二氧乙烯噻吩與所述聚苯磺酸鹽的重量比為2:1～6:1，所述光輔助層的材料的水溶液中，所述聚3,4-二氧乙烯噻吩與所述水的質(zhì)量比為1:100～1:20。

在優(yōu)選的實施例中，所述含有n型層的材料的懸浮液中，所述n型層的材料的濃度為50mg/mL～200mg/mL。

在優(yōu)選的實施例中，所述含有p型層的材料的懸浮液中，所述p型層的材料的濃度為20mg/ml～100mg/ml。

上述太陽能電池器件及其制備方法，通過在第一活性層及第二活性層之間制備中間層，提高太陽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；中間層由n型層、層疊于n型層表面的光輔助層及層疊于光輔助層表面的p型層組成，n型層的金屬氧化物有利于電子傳輸，使電子更快的到達中間層，同時可作為緩沖作用使光輔助層與活性層之間得到緩沖，防止中間層的鏈段與活性層之間發(fā)生纏結(jié)，影響載流子的分離效率，而光輔助層采用聚3,4-二氧乙烯噻吩與聚苯磺酸鹽混合物，可提高光的透過性，同時，光輔助層的折射率較低（為1.5左右），與活性層比較一致，因此，避免了全反射現(xiàn)象，可使更多的光到達活性層，同時，光輔助層可同時具有電子傳輸作用和空穴傳輸作用，可收集電子和空穴，而p型層主要是起到傳輸空穴的作用，使空穴更快的傳輸?shù)焦廨o助層中，同時，避免了空穴緩沖層與光輔助層之間界面缺陷的存在，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。