[發明專利]一種半透明聚合物太陽電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202011096226.8
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112234145A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 白一鳴;時融康;韓飛
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 藏斌

1.一種半透明聚合物太陽電池，包括依次設置的覆蓋有ITO膜的透明基底、電子傳輸層、活性層、空穴傳輸層、金屬電極層和氣致變色層；

所述氣致變色層包括Nb₂O₅膜層和分布在所述Nb₂O₅膜層表面的Au納米顆粒。

2.根據權利要求1所述的半透明聚合物太陽電池，其特征在于，所述Au納米顆粒的粒徑為30～100nm。

3.根據權利要求1所述的半透明聚合物太陽電池，其特征在于，所述Nb₂O₅膜層的厚度為30～150nm。

4.根據權利要求1所述的半透明聚合物太陽電池，其特征在于，所述電子傳輸層的材料為SnO₂；

所述電子傳輸層的厚度為10～30nm。

5.根據權利要求1所述的半透明聚合物太陽電池，其特征在于，所述活性層中的給體材料為J71，受體材料為IEICO-4F；或，所述活性層中的給體材料為PM6，受體材料為Y6；或，所述活性層中的給體材料為PTB7-Th，受體材料為IEICO-4F；

所述活性層的厚度為80～120nm。

6.根據權利要求1所述的半透明聚合物太陽電池，其特征在于，所述空穴傳輸層的材料為MoO₃；

所述空穴傳輸層的厚度為6～15nm。

7.根據權利要求1所述的半透明聚合物太陽電池，其特征在于，所述金屬電極層的材料為Ag和/或Au；

所述金屬電極層的厚度為8～20nm。

8.一種權利要求1～7任一項所述的半透明聚合物太陽電池的制備方法，包括以下步驟：

a)在覆蓋有ITO膜的透明基底的表面依次疊加設置電子傳輸層、活性層、空穴傳輸層、金屬電極層和Nb₂O₅膜層；

b)在所述Nb₂O₅膜層表面涂覆含有Au納米顆粒的溶液，干燥，得到半透明聚合物太陽電池。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟a)具體包括：

a1)在覆蓋有ITO膜的透明基底的表面涂覆含有電子傳輸材料的溶液，退火，形成電子傳輸層；

a2)在所述電子傳輸層的表面涂覆含有給體材料和受體材料的溶液，退火，形成活性層；

a3)在所述活性層的表面鍍空穴傳輸材料，形成空穴傳輸層；

a4)在所述空穴傳輸層的表面鍍金屬電極材料，形成金屬電極層；

a5)在所述金屬電極層的表面鍍Nb₂O₅，形成Nb₂O₅膜層。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟a1)中，所述退火的溫度為120～180℃，所述退火的時間為10～60min；

步驟a2)中，所述溶液中還含有1-氯萘，所述1-氯萘在溶液中的含量為0.2～0.6vol％，所述退火的溫度為80～120℃，所述退火的時間為5～20min；

步驟a3)～a5)中，所述鍍的方式均為蒸鍍，所述蒸鍍的真空度為4×10^-4～9×10^-5Pa。