[發(fā)明專利]一種帶有銀/金納米粒子和光子晶體的半透明聚合物太陽(yáng)能電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810013882.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN108242506B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈亮;劉君實(shí);沈平;郭文濱;阮圣平;劉彩霞;張歆東;董瑋;溫善鵬;周敬然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/48
• 分類號(hào): H01L51/48;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

一種帶有銀/金納米粒子和光子晶體的半透明聚合物太陽(yáng)能電池及其制備方法，屬于有機(jī)光電器件技術(shù)領(lǐng)域。是由ITO導(dǎo)電玻璃陰極、PFN陰極緩沖層、PTB7?Th:PC₇₁BM有源層、MoO₃/Ag/Au納米粒子/MoO₃復(fù)合陽(yáng)極緩沖層、Ag陽(yáng)極、[WO₃/LiF]²光子晶體組成。MoO₃/Ag/Au納米粒子/MoO₃復(fù)合陽(yáng)極緩沖層中，Ag和Au納米粒子(NPs)選擇性地通過局域表面等離子體共振(LSPR)觸發(fā)近場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，使有源層對(duì)太陽(yáng)光的利用率提高，降低接觸電阻，提高M(jìn)oO₃層的空穴傳輸能力，從而提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率；[WO₃/LiF]²光子晶體作為光譜調(diào)節(jié)層，使透射光譜增強(qiáng)和分層，同時(shí)使透射光譜平坦，進(jìn)而提高器件的顯色指數(shù)。在MoO₃層內(nèi)摻入Ag/Au納米粒子，可以有效地提高M(jìn)oO₃層的電導(dǎo)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)光電器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有銀/金納米粒子和光子晶體的半透明聚合物太陽(yáng)能電池及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)具有優(yōu)異的機(jī)械柔性和低溫溶液處理的優(yōu)點(diǎn)，受到研究人員的高度重視和廣泛研究。半透明聚合物太陽(yáng)能電池(ST-PSCs) 在諸如能量產(chǎn)生窗口或構(gòu)建集成光伏領(lǐng)域具有吸引人的潛力，但半透明聚合物太陽(yáng)能電池的顯色指數(shù)(CRI)仍有待提高，并且其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于不透明的聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)。這是由于聚合物半導(dǎo)體具有載流子遷移率低，激子擴(kuò)散長(zhǎng)度短的特點(diǎn)，通過透明頂電極的器件，只獲得部分可見光，因此改變有源層材料，選用透明電極和適當(dāng)?shù)钠骷Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化有源層和透明電極厚度，提高光吸收和透過率，從而促進(jìn)近場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，提高半透明聚合物太陽(yáng)能電池的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是采用簡(jiǎn)單的工藝提供一種帶有銀/金納米粒子和光子晶體的半透明聚合物太陽(yáng)能電池及其制備方法。

該半透明聚合物太陽(yáng)能電池從下至上，由ITO導(dǎo)電玻璃陰極、PFN陰極緩沖層、PTB7-Th:PC₇₁BM有源層、MoO₃/Ag/Au納米粒子/MoO₃復(fù)合陽(yáng)極緩沖層、 Ag陽(yáng)極、[WO₃/LiF]²光子晶體組成；MoO₃/Ag/Au納米粒子/MoO₃復(fù)合陽(yáng)極緩沖層中，Ag和Au納米粒子(NPs)選擇性地通過局域表面等離子體共振(LSPR) 觸發(fā)近場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，使有源層對(duì)太陽(yáng)光的利用率提高，降低接觸電阻，提高M(jìn)oO₃層的空穴傳輸能力，從而提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率；[WO₃/LiF]²光子晶體作為光譜調(diào)節(jié)層，使透射光譜增強(qiáng)和分層，同時(shí)使透射光譜平坦，進(jìn)而提高器件的顯色指數(shù)；MoO₃為半導(dǎo)體材料，在器件中起到阻擋電子傳輸空穴的作用，它的電導(dǎo)率直接影響空穴的收集效率。在MoO₃層內(nèi)摻入Ag/Au納米粒子，可以有效地提高M(jìn)oO₃層的電導(dǎo)率。