[實(shí)用新型]一種基于異質(zhì)結(jié)空穴收集層的單層有機(jī)太陽(yáng)能光伏電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820182123.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN208093593U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晉澤良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中能德源能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 煙臺(tái)上禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本實(shí)用新型屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于異質(zhì)結(jié)空穴收集層的單層有機(jī)太陽(yáng)能光伏電池，包括透明導(dǎo)電陽(yáng)極(1)，其特征在于：透明導(dǎo)電陽(yáng)極(1)上層疊的設(shè)置有陽(yáng)極緩沖層（2），所述的陽(yáng)極緩沖層（2）上層疊的設(shè)置有給體層（3），所述給體層（3）上層疊的設(shè)置有激子拆解層（4），所述激子拆解層（4）上層疊的設(shè)置有受體層（5），所述的受體層（5）上層疊的設(shè)置有陰極緩沖層（6），所述的陰極緩沖層（6）上層疊的設(shè)置有反射陰極（7），所述的激子拆解層（4）的HOMO能級(jí)比給體層（3）的HOMO能級(jí)高0.2eV以上，所述的激子拆解層（4）的LUMOO能級(jí)比受體層（5）的LUMO能級(jí)低0.2eV以上，所述的激子拆解層（4）的厚度為2?5 nm。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于異質(zhì)結(jié)空穴收集層的單層有機(jī)太陽(yáng)能光伏電池。

背景技術(shù)

有機(jī)太陽(yáng)能電池由于成本低、質(zhì)量輕、制備工藝簡(jiǎn)便、有機(jī)材料柔韌性好、材料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)而具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，是太陽(yáng)能發(fā)展的新方向。單層有機(jī)太陽(yáng)能電池中的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單層有機(jī)太陽(yáng)能電池激子的分解主要是依靠器件內(nèi)部的內(nèi)建電場(chǎng)，由于單層有機(jī)太陽(yáng)電池中缺少有效的異質(zhì)結(jié)界面供激子分解，限制了單層有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率。已經(jīng)由一些方法來解決這一問題，例如中國(guó)專利層“有機(jī)太陽(yáng)能電池及其制備方法，申請(qǐng)?zhí)?201010203745.X”提供了一種單層有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率的提高方法，作者在光吸收層之前使用了一層高功函數(shù)的金屬納米顆粒，依靠金屬納米顆粒的高功函數(shù)，提高器件的內(nèi)建電場(chǎng)，從而加速激子的分解，提高電池的效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于異質(zhì)結(jié)空穴收集層的單層有機(jī)太陽(yáng)能光伏電池，以解決上述背景技術(shù)中提出的單層有機(jī)太陽(yáng)能電池效率低下的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于異質(zhì)結(jié)空穴收集層的單層有機(jī)太陽(yáng)能光伏電池，包括透明導(dǎo)電陽(yáng)極，其特征在于：所述的透明導(dǎo)電陽(yáng)極上層疊的設(shè)置有異質(zhì)結(jié)空穴收集層，所述的異質(zhì)結(jié)空穴收集層上層疊的設(shè)置有機(jī)光吸收層，所述有機(jī)光吸收層上層疊的設(shè)置有反射陰極，所述的異質(zhì)結(jié)空穴收集層為雙層結(jié)構(gòu)，包括依次層疊設(shè)置的N型空穴收集層和P型空穴收集層，所述的N型空穴收集層為F16CuPc，N型空穴收集層的厚度為1-5 nm，所述的P型空穴收集層為NPB，P型空穴收集層的厚度為2-10 nm。

作為優(yōu)選的，所述的透明導(dǎo)電陽(yáng)極為ITO導(dǎo)電玻璃，所述的ITO導(dǎo)電玻璃的方塊電阻小于10歐姆，可見光透過率大于90%，其表面的均方根粗糙度小于1 nm 。

作為優(yōu)選的，所述的有機(jī)光吸收層為酞菁染料或者富勒烯及其衍生物，包括但不限于CuPc、SubPc、SubNc和C60中的任意一種，所述的有機(jī)光吸收層（3）的厚度為40-60 nm。

作為優(yōu)選的，所述的反射陰極為Al、Ag、Mg以及由它們的組層的復(fù)合電極中的任意一種，所述的反射陰極的厚度為100-200 nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的單層有機(jī)太陽(yáng)能光伏電池中引入了異質(zhì)結(jié)空穴收集層，異質(zhì)結(jié)空穴收集層由一層極薄的N型的F16CuPc和一層極薄的P型的NPB組成。由于F16CuPc和NPB異質(zhì)結(jié)得引入，在電池的陽(yáng)極電極處可以形成指向陽(yáng)極電極方向的界面偶極子，由于界面偶極子的產(chǎn)生，增強(qiáng)了器件內(nèi)部的內(nèi)建電場(chǎng)，大幅增加了單層有機(jī)太陽(yáng)能電池中的激子拆解效率，并最終提高電池的能量轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-透明導(dǎo)電陽(yáng)極，2-異質(zhì)結(jié)空穴收集層，3-有機(jī)光吸收層,4-反射陰極,201-N型空穴收集層,202-P型空穴收集層。

具體實(shí)施方式