[發明專利]一種新型有機太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201911181608.8
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110943170A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 朱煜劍
• 申請（專利權）人: 徐州吳瑞信息科技有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型有機太陽能電池及其制備方法，該方法包括以下步驟：在ITO導電基底上依次制備第一PEDOT:PSS層、第二PEDOT:PSS層、鈣鈦礦功能層、電子傳輸層以及金屬電極，其中在第一PEDOT:PSS層、第二PEDOT:PSS層、鈣鈦礦功能層以及電子傳輸層的退火過程中，通過施加一定的壓力，并通過優化施加壓力的具體工藝，得到高致密性的第一PEDOT:PSS層、第二PEDOT:PSS層、鈣鈦礦功能層以及電子傳輸層。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種新型有機太陽能電池及其制備方法。

背景技術

在太陽能電池技術領域，鈣鈦礦型太陽能電池作為新一代的有機太陽能電池，由于其具有高轉換效率、制備工藝簡單、制備成本低等優點而成為人們爭相研究的熱點。有機金屬鹵化物鈣鈦礦材料作為鈣鈦礦太陽能電池的光吸收層，其對制備環境敏感，存在結晶質量差、缺陷態多、不穩定等問題，特別是在潮濕的工作環境中，常規方法制備的有機金屬鹵化物鈣鈦礦層更容易由于濕氣的侵入而導致其光電轉換效率迅速衰減，如何改善有機金屬鹵化物鈣鈦礦層的制備工藝，以制備高致密性的有機金屬鹵化物鈣鈦礦層，進而有效避免潮氣影響鈣鈦礦型太陽能電池的性能，這是研究人員十分關注的問題。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種新型有機太陽能電池及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種新型有機太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

1)提供一ITO導電基底，首先在所述ITO導電基底上旋涂第一PEDOT:PSS溶液，并進行第一次退火處理，以形成第一PEDOT:PSS層，其中所述第一次退火處理的具體步驟為：將旋涂第一PEDOT:PSS溶液的所述ITO導電基底置于夾具中，以10-20℃/min升溫至100-120℃，同時以1-3N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至6-10N，保持5-10分鐘，接著以15-20℃/min升溫至140-150℃，同時以2-5N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至12-20N，保持20-30分鐘，以得到所述第一PEDOT:PSS層；

2)接著在所述第一PEDOT:PSS層上旋涂第二PEDOT:PSS溶液，并進行第二次退火處理，以形成第二PEDOT:PSS層，其中所述第二次退火處理的具體步驟為：將旋涂第二PEDOT:PSS溶液的所述ITO導電基底置于夾具中，以20-30℃/min升溫至140-150℃，同時以2-4N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至10-25N，保持25-35分鐘，以得到所述第二PEDOT:PSS層；

3)接著在所述第二PEDOT:PSS層上旋涂鈣鈦礦前驅體溶液，并進行第三次退火處理，以形成鈣鈦礦功能層，其中所述第三次退火處理的具體步驟為：將旋涂鈣鈦礦前驅體溶液的所述ITO導電基底置于夾具中，以20-25℃/min升溫至100-120℃，同時以2-4N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至8-24N，保持20-40分鐘，以得到所述鈣鈦礦功能層；

4)接著在所述鈣鈦礦功能層上旋涂PCBM溶液，并進行烘干處理，以形成電子傳輸層，其中形成所述電子傳輸層的具體步驟為：將旋涂PCBM溶液的所述ITO導電基底置于夾具中，在60-80℃的條件下，以2-4N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至10-20N，保持10-20分鐘，以得到所述電子傳輸層；

5)接著在所述電子傳輸層上形成金屬電極。

進一步的，在所述步驟1)中，所述第一PEDOT:PSS溶液中PEDOT:PSS的濃度為15-20mg/ml，旋涂所述第一PEDOT:PSS溶液的轉速為2000-3000轉/分鐘，旋涂的時間為1-2分鐘。