[實用新型]一種有序異質(zhì)結(jié)光伏器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821469279.8
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN208781890U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張智;易子川;楊健君;劉黎明;遲鋒;水玲玲
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)中山學(xué)院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種有序異質(zhì)結(jié)光伏器件，有序異質(zhì)結(jié)光伏器件由上至下依次為負極層、界面修飾層、光伏活性層、空穴阻擋層、正極層以及襯底，光伏活性層包括有機層和無機層，無機層為垂直于襯底的、有序的納米棒陣列，有機層填充并覆蓋納米棒陣列，有機層的頂面與襯底平行，納米棒陣列中的納米棒高度為300?500nm，直徑為50?100nm，納米棒之間的間隔為60?80nm，本實用新型的納米棒陣列與有機層互相穿插形成有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以保證具有較大的光生激子解離面，同時還可以讓解離生成的電子和空穴分別在兩個傳輸通道中進行輸運，避免了載流子在給體材料顆粒和受體材料顆粒之間跳躍傳輸，有效地降低電荷復(fù)合幾率，從而能夠獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光伏器件，特別是一種有序異質(zhì)結(jié)光伏器件。

背景技術(shù)

太陽能作為一種新型的可再生能源，被認為是新能源中最有發(fā)展前途的一種而受到越來越多的關(guān)注和研究，光伏技術(shù)直接將太陽光轉(zhuǎn)換為電能，并且不會產(chǎn)生噪音、有毒廢棄物或溫室氣體，因此被視為一種很有吸引力的新能源技術(shù)。有機-無機復(fù)合光伏器件由于結(jié)合了有機材料與無機材料兩者的優(yōu)點，被認為是比較理想的光伏器件結(jié)構(gòu)，其工作原理如圖1所示：在太陽光的照射下，光伏器件活性層中的有機聚合物材料受到入射光的激發(fā)，將光子吸收轉(zhuǎn)換成激子（電子空穴對），激子擴散到給體受體異質(zhì)結(jié)界面時分解成能夠自由移動的電子和空穴，然后在電場的作用下，電子空穴向電極漂移擴散從而對外輸出電流。

有機-無機復(fù)合光伏器件的結(jié)構(gòu)包括有：一是雙層異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)能夠保證吸收足夠的入射光，但是其局限在于光生激子解離面面積太小；二是混合本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)光生激子解離面面積比較大，但是無機材料與有機材料的溶解性質(zhì)差異較大，導(dǎo)致此結(jié)構(gòu)的制備工藝較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、光電轉(zhuǎn)換效率好的有序異質(zhì)結(jié)光伏器件。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種有序異質(zhì)結(jié)光伏器件，由上至下依次為負極層、界面修飾層、光伏活性層、空穴阻擋層、正極層以及襯底。

所述光伏活性層包括有機層和無機層，所述無機層為垂直于所述襯底的、有序的納米棒陣列，所述有機層填充并覆蓋所述納米棒陣列，所述有機層的頂面與所述襯底平行，所述納米棒陣列中的納米棒高度為300-500nm，直徑為50-100nm，納米棒之間的間隔為60-80nm。

所述負極層的厚度為100-150 nm。

所述界面修飾層的厚度為10-50 nm。

所述空穴阻擋層的厚度為10-30 nm。

本實用新型的有益效果是：納米棒陣列與有機層兩者互相穿插形成有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以保證具有較大的光生激子解離面，同時還可以讓解離生成的電子和空穴分別在兩個傳輸通道中進行輸運，避免了載流子在給體材料顆粒和受體材料顆粒之間跳躍傳輸，有效地降低電荷復(fù)合幾率，從而能夠獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是有機-無機復(fù)合光伏器件的原理示意圖；

圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖4是苝類液晶PE-TP的分子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實施例1、實施例2、實施例3與對照組的電流電壓I-V曲線。

具體實施方式