[發明專利]一種納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201811017405.0
• 申請日: 2018-09-01
• 公開（公告）號: CN109449293A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 馮祖勇;鄧曉千;黃細平;何苗;龍祖鑫;熊德平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池，其特征在于，包括從下至上的襯底玻璃(1)、空穴傳輸層(2)、鐵電-有機復合層(3)、電子注入層(4)和電極(5)，所述鐵電-有機復合層(3)為鐵電層和活性層的復合層，鐵電-有機復合層(3)由鐵電無機納米材料BTO和活性層有機聚合物材料P3HT:PCBM形成的(P3HT:PCBM)：BTO溶膠層構成。

2.根據權利要求1所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池，其特征在于，所述襯底玻璃(1)為ITO導電玻璃，所述ITO導電玻璃的方阻為20Ω/□，覆蓋面積為1.5cm×1.5cm，ITO導電玻璃表面覆蓋的有效覆蓋面積為1.0cm×1.5cm；所述襯底玻璃(1)工作溫度為25-200℃。

3.根據權利要求1或2所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池，其特征在于，電極(5)為蒸鍍的Al電極。

4.根據權利要求1所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池，其特征在于，所述電子注入層(4)為LiF電子注入層。

5.根據權利要求1所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層(2)的材料為導電聚合物PEDOT:PSS 4083，所述空穴傳輸層(2)的厚度為30-300nm。

6.一種根據權利要求1所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

S1：以襯底玻璃(1)作為窗口層，清洗襯底；

S2：在步驟S1之后，在襯底基底上面旋涂制備空穴傳輸層(2)；

S3：在步驟S2之后，在空穴傳輸層(2)上面制備鐵電層；在鐵電層薄膜上制備活性層，活性層與鐵電層形成鐵電-有機復合層(3)；

S4：在步驟S3之后，在鐵電-有機復合層(3)上面制備電子注入層(4)；

S5：在步驟S4之后，在電子注入層上面蒸鍍電極(5)。

7.根據權利要求6所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，將ITO導電玻璃先后使用異丙醇、去離子水、洗滌液、酒精、丙酮和異丙酮進行超聲清洗13min～17min，清洗后放置90℃烘干箱烘干1.8h～2.5h。

8.根據權利要求7所述的納米無機鐵電-有機雜化太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，形成(P3HT:PCBM)：BTO溶膠層的具體步驟如下：

(1)用天平稱量P3HT和PCBM，質量比為1:0.8；隨后轉移至氮氣手套箱中，在低水低氧氛圍下用二氯苯作為溶劑配置20mg/ml的P3HT:PCBM混合溶液，然后在50℃恒溫下磁力攪拌12小時后用220nm濾頭對混合液進行過濾；

(2)將0.04mol的鈦酸丁酯溶于20ml的無水乙醇得到A溶液，將0.04mol的醋酸鋇溶于40ml的乙酸得到B溶液，將A、B兩溶液進行混合超聲，在40℃水浴鍋中進行回流3h，得到濕凝膠；然后在90℃條件下烘干，研磨，在900℃條件下煅燒3小時，得到BaTiO₃納米顆粒；

(3)將一定量的BaTiO₃納米顆粒溶解于適量的甲苯溶劑中，然后和步驟(2)中得到的兩種混合液進行混合，充分超聲，經過磁力攪拌4h以上待其完全溶解后，最終得到需要的(P3HT:PCBM)：BTO溶膠。