[發明專利]一種致密包覆改性型太陽能電池界面材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810905389.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108807685A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 劉菊花;韓桂林
• 申請（專利權）人: 佛山騰鯉新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種致密包覆改性型太陽能電池界面材料的制備方法，屬于太陽能電池材料技術領域。發明技術方案還通過硬脂酸進行改性，硬脂酸屬于水溶性酸，是一種陰離子表面活性劑，其分子的一端為長鏈烴基，與聚合物有一定的相容性，另一端為極性基，通過硬脂酸改性無機粉體時，一方面，硬脂酸分子中的羧基(?COOH)與無機粉體表面的羥基(?OH)能夠發生化學鍵合，另一方面，由于長鏈烴基的相互纏繞，使無機粉體面被硬脂酸單分子層包覆，形成充分包覆，鈍化ZnO納米晶表面缺陷，從而形成有效的包覆改性。

技術領域

本發明涉及一種致密包覆改性型太陽能電池界面材料的制備方法，屬于太陽能電池材料技術領域。

背景技術

從光電轉化而言，高效太陽能電池應使吸收進入電池的光子產生電子-空穴對，分離的電子、空穴都能被分別收集到電極兩端，形成電流，對外做功。減少光生載流子在輸運過程中，由于材料自身性質以及由表面和體內復合而造成的電壓或電流損失，亦是極為重要的。在太陽能電池中，各個功能層材料在制備過程中難免會存在缺陷，這些薄膜內部和界面缺陷態會在載流子傳輸過程中形成較多的俘獲及復合中心，會增大載流子在傳輸過程中的復合幾率，顯著降低器件的光生電流。因此，針對界面層及光活性層的缺陷鈍化就成為各種電池中減少缺陷復合損失的必要手段。

在聚合物太陽能電池中，影響電池器件性能的主要因素有兩點：一是給體共軛聚合物的本征性質，例如吸收范圍、消光系數、遷移率以及與富勒烯的混溶性等；另一個就是電池器件結構中的各個界面的性質。為了最大化改善基于某種聚合物的器件性能，抑制電荷復合，增強電荷轉移、傳輸、收集的效率尤為重要。無機金屬氧化物廣泛被用作為界面材料來修飾電極功函和調節界面性質。比如ZnO，TiO₂，MoO₃和WO₃等。其中，ZnO納米晶具有極高的光學透過性、較高的電子遷移率以及通過離子摻雜可調的光學和電學性質等優點，從而被廣泛地用作聚合物太陽能電池中的電子傳輸層。然而ZnO納米晶表面存在大量缺陷以及成膜過程中較差的大范圍空間分布均一性限制了其在器件中的實際應用。因此鈍化ZnO納米晶表面缺陷變得尤為重要，這對進一步改善器件性能具有重要影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對氧化鋅制備太陽能電池界面材料時ZnO納米晶表面存在大量缺陷以及成膜過程中較差的大范圍空間分布均一性限制了其在器件中的實際應用的問題，提供了一種致密包覆改性型太陽能電池界面材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按重量份數計，分別稱量45～50份甲醇、10～15份質量分數0.1％醋酸鋅溶液和10～15份質量分數0.1％氫氧化鉀溶液置于三角燒瓶中，攪拌混合并置于保溫反應，收集反應液并離心分離，收集下層沉淀；

（2）按質量比1:5，將下層沉淀添加至甲醇中，攪拌混合并靜置6～8h，過濾并收集濾餅，按重量份數計，分別稱量45～50份甲醇、15～20份氯仿和3～5份濾餅，超聲分散，得分散漿液；

（3）調節分散漿液pH至9.5，攪拌混合得改性液，再按重量份數計，分別稱量45～50份改性液、10～15份六偏磷酸鈉和25～30份硅酸鈉置于燒杯中，攪拌混合并調節pH至9.0，靜置反應，過濾并收集濾餅，得包覆改性納米氧化鋅顆粒；

（4）按重量份數計，分別稱量45～50份丙酮、將10～15份納米氧化鋅顆粒和6～8份硬脂酸置于燒杯中，攪拌混合并置于研缽中，研磨分散并收集分散漿液，真空冷凍干燥并研磨過篩，即可制備得致密包覆改性型太陽能電池界面材料。

步驟（1）所述的保溫反應為在55～65℃下保溫反應2～3h。

步驟（1）所述的離心分離速率為1000～1500r/min。

步驟（3）所述的調節分散漿液pH至9.5采用的是質量分數10％氫氧化鈉溶液。