[實用新型]多結(jié)疊層有機太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921936793.2
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN210723097U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金玉;駱昕;李志祥;劉昱瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳丹艷

本實用新型公開了多結(jié)疊層有機太陽能電池，利用基于PDMS模板轉(zhuǎn)寫技術(shù)將金屬背反射電極/底層聚合物子電池轉(zhuǎn)寫到前面的聚合物?小分子子電池表面，從而保證在小分子子電池表面制備聚合物子電池，同時不會破壞前結(jié)小分子子電池的結(jié)構(gòu)，各子電池得到充分保護(hù)，從而實現(xiàn)子電池數(shù)量大于5的，且在電池吸收光譜互補的多結(jié)疊層有機太陽能電池的制備，有利于提高有機太陽能電池的光譜利用率和開路電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種多結(jié)疊層有機太陽能電池。

背景技術(shù)

有機太陽能電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型太陽能電池，它是由有機光活性層夾在兩個不同極性的電極之間構(gòu)成的器件。與無機太陽能電池相比，它具有成本低廉、制備簡單、可大面積制造、柔性和環(huán)境友好等優(yōu)點，因此具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。單結(jié)有機太陽能電池使用單層光活性層，導(dǎo)致有機半導(dǎo)體光活性層的吸收光譜通常不夠?qū)挘荒軐崿F(xiàn)太陽光的充分吸收，效率比較低。因此疊層結(jié)構(gòu)的有機太陽能電池備受人們關(guān)注。

有機疊層太陽能電池是將兩個或兩個以上的子電池用中間連接層連接起來而形成串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池。它利用各子電池光譜吸收的互補性，有效地拓寬了電池對太陽光的吸收，從而提高電池的效率。因此相比單結(jié)太陽能電池，疊層太陽能電池可獲得更高的能量轉(zhuǎn)換效率。

近年來，人們提出了不同結(jié)構(gòu)的疊層太陽能電池，例如：透明導(dǎo)電襯底/聚合物子電池/小分子子電池/背反射金屬電極的結(jié)構(gòu)、透明導(dǎo)電襯底/小分子子電池/小分子子電池/背發(fā)反射金屬電極的結(jié)構(gòu)和透明導(dǎo)電襯底/聚合物子電池/聚合物子電池/背反射金屬電極的結(jié)構(gòu)。然而這些結(jié)構(gòu)僅允許先制備聚合物子電池，之后再制備小分子子電池，這就限制了聚合物材料在與背反射電極接觸的子電池中使用。而今年來隨著非富勒受體材料的發(fā)展，使得基于非富勒烯子電池的吸收光譜擴展到了紅外和紫外區(qū)域。將基于非富勒烯受體的聚合物子電池引入到多結(jié)疊層有機太陽能電池中可有效拓寬電池的吸收光譜，增加電池對太陽光譜的利用率。同時為了使疊層有機太陽能電池的開路電壓達(dá)到4V以上，疊層結(jié)構(gòu)需要采用大于5個以上的子電池串聯(lián)，因此，在不同的子電池中分別采用小分子有機材料和聚合物有機材料十分重要。

然而目前多結(jié)機疊層有機太陽能電池的制備仍很難實現(xiàn)，特別是聚合物子電池分列于有機小分子子電池兩側(cè)的多結(jié)疊層有機太陽能電池更難實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了多結(jié)疊層有機太陽能電池，解決了上述背景技術(shù)中的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：多結(jié)疊層有機太陽能電池，依次由透明導(dǎo)電襯底、聚合物子電池、至少三結(jié)串聯(lián)的小分子子電池、底層聚合物子電池、金屬背反射電極組成，所述透明導(dǎo)電襯底為太陽光入射層。

在本實用新型一較佳實施例中，所述三結(jié)串聯(lián)的小分子子電池結(jié)構(gòu)為：

Ag(1nm)/MoO₃(5nm)/SubPc(5nm)/SubPc:C₇₀(1:1,20nm)/C₇₀(10nm)/BCP(4nm)/Ag(1nm)/MoO₃(5nm)/DTDCTB(5nm)/DTDCTB:C₇₀(6:5,20nm)/C70(10nm)/BCP(4nm)/Ag(1nm)/MoO₃(5nm)/AlPcCl(5nm)/AlPcCl:C₇₀(1:1,20nm)/C70(10nm)/BCP(4nm)/Ag(1nm)/MoO₃(5nm)。

在本實用新型一較佳實施例中，所述聚合物子電池結(jié)構(gòu)為：

PEDOT:PSS(60nm)/P3HT：PC₇₁BM(1:0.8,100nm)。

在本實用新型一較佳實施例中，底層聚合物子電池的結(jié)構(gòu)為：PDPPTPT：PC71BM(1:2,100nm)。