一种有机太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术涉及光伏技术领域，具体为一种有机太阳能电池及其制作方法。所述有机太阳能电池包括ITO玻璃基底、新型空穴传输层、有机光吸收层、电子传输层和反射电极，所述的新型空穴传输层为溶液法制备的MoO3与荧光碳点的复合空穴传输层，所述新型空穴传输层的厚度为10‑50 nm。所述新型空穴传输层制备包括步骤：制备七钼酸铵水溶液，制备荧光碳点水溶液，制备新型空穴传输层前驱体溶液和制备新型空穴传输层等步骤。本发明专利技术的新型空穴传输层能够有效提高空穴传输层的电荷收集能力，增强器件的内建电场，提高开路电压，最终提高电池的能量转换效率。本发明专利技术的太阳能电池，制作方法简单，成本低，适合于大规模的工业化生产。

An organic solar cell and its making method

The invention relates to the field of photovoltaic technology, in particular to an organic solar cell and a manufacturing method thereof. The organic solar cells include the ITO glass substrate, the new hole transmission layer, the organic light absorption layer, the electron transport layer and the reflective electrode. The new hole transmission layer is a compound cavity transmission layer of MoO3 and fluorescent carbon points prepared by the solution method, and the thickness of the new hole transmission layer is 10 and 50 nm. The preparation of the new hole transmission layer comprises the steps of preparing seven ammonium molybdate solution, preparing a fluorescent carbon point water solution, preparing a new hole transmission layer precursor solution and preparing a new hole transmission layer. The new hole transmission layer of the invention can effectively improve the charge collection ability of the hole transmission layer, enhance the internal electric field of the device, improve the open circuit voltage, and eventually improve the energy conversion efficiency of the battery. The solar cell of the invention has simple manufacturing method and low cost, and is suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种有机太阳能电池及其制作方法
本专利技术涉及光伏
，具体为一种有机太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
能源危机和环境污染是当今人类社会发展面临的两大突出问题。一方面，随着化石能源的不断消耗，造成化石能源面临枯竭；另一方面，由于燃烧产生大量的二氧化碳和其他有害物质造成的全球气候变暖、温室效应和厄尔尼诺现象日益突出，空气质量严重下降，生态环境遭到了严重破坏。解决上述问题的有效途径之一是开发和利用可再生能源。太阳能电池为核心的光伏产业直接将太阳能转化成电能，是目前人类可以利用的最清洁的能源之一，是公认的“绿色能源”。有机太阳能电池器件是20世纪90年代发展起来的新型太阳能电池，具有成本低、质量轻、制造工艺简单、柔韧性良好并可采用直接打印的方法制备等优点。提高有机太阳能电池的效率和寿命是国际研究的热点。空穴传输层对于太阳能电池激子解离和电荷收集具有至关重要的影响，因此开发出一种新型的空穴传输层，来提高有机太阳能电池的寿命和效率具有重要的意义。所以，设计一种新型的空穴传输层成为我们目前要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有机太阳能电池及其制作方法，以达到上述
技术介绍
中提出的提高有机太阳能电池效率和寿命的目的。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：作为本专利技术的一个方面，提供了一种有机太阳能电池，包括ITO玻璃基底、新型空穴传输层、有机光吸收层、电子传输层和反射电极，其特征在于:所述的新型空穴传输层为溶液法制备的MoO3与荧光碳点的复合空穴传输层，所述新型空穴传输层的厚度为10-50nm。优选的，所述ITO玻璃基底的方阻小于10欧姆，可见光透过率大于90%，ITO表面均方根粗糙度小于1nm。优选的，所述的有机光吸收层为给受体体异质结结构，有机光吸收层的厚度为40-80nm。优选的，所述的电子传输层包括但不限于BCP、Bphen、Alq3、CsCo3、LiF和LiQ，电子传输层的厚度为1-10nm。优选的，所述的反射电极包括但不限于Ag、Al、Au、Cu以及其他金属复合电极，反射电极的厚度为100-1000nm。作为本专利技术的另一个方面，提供了一种有机太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：S1、ITO玻璃基底预处理；S2、在ITO玻璃基底上制备新型空穴传输层；S3、在新型空穴传输层上制备有机光吸收层；S4、在有机光吸收层上制备电子传输层；S5、在电子传输层上制备反射电极。进一步的，所述步骤S2在ITO玻璃基底上制备新型空穴传输层包括以下步骤：T1、取适量的七钼酸铵置于超纯水中，搅拌至完全溶解，得到七钼酸铵水溶液，七钼酸铵水溶液的质量分数为2-10wt%；T2、取尺寸为2-10nm的荧光碳点超声分散到上述七钼酸铵的水溶液中，获得荧光碳点水溶液的质量分数为0.2-0.5wt%；T3、将上述七钼酸铵与荧光碳点的水溶液置于广口瓶中，80℃加热并敞口搅拌，持续30分钟，获得新型空穴传输层前驱体溶液；T4、取上述新型空穴传输层前驱体溶液，旋转涂覆在ITO玻璃基底之上，并置于加热板上在120℃条件下退火20分钟，完成新型空穴传输层的制备；进一步的，所述步骤T4中旋转涂覆的方法为使用匀胶机进行旋转涂覆，移液枪取适量新型空穴传输层前驱体溶液滴在ITO玻璃基底上后打开匀胶机，匀胶机转速设置为低速500rpm，时间5s，高速2000-5000rpm，时间20-50s。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用全溶液法制备新型空穴传输层，制备方法简单，成本低。采用MoO3和荧光碳点的新型复合空穴传输层，有效促进有机光敏层中形成的激子的解离和对空穴的收集，提高了电池内部的内建电场，一方面可以提高电池的短路电流密度，另一方面可以提高电池的开路电压，并且最终提高太阳能电池的能力转换效率。本专利技术避免了传统的溶液法制备的空穴传输层PEDOT:PSS的使用。由于PEDOT:PSS具有较强的酸性，容易腐蚀ITO玻璃，造成电池寿命的降低，因此本专利技术的新型的空穴传输层的使用也有利于提高电池的寿命。本专利技术的太阳能电池，制作方法简单，成本低，适合于大规模的工业化生产。附图说明图1为本专利技术的有机太阳能电池结构示意图；图中：1-ITO玻璃基底，2-新型空穴传输层，3-有机光吸收层，4-电子传输层，5-反射电极。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种有机太阳能电池，包括ITO玻璃基底1、新型空穴传输层2、有机光吸收层3、电子传输层4和反射电极5，所述的新型空穴传输层为溶液法制备的MoO3与荧光碳点的复合空穴传输层，所述新型空穴传输层的厚度为10nm。所述ITO玻璃基底的方阻小于10欧姆，可见光透过率大于90%，ITO表面均方根粗糙度小于1nm。所述的有机光吸收层3为给受体体异质结结构的P3HT:PC70BM，有机光吸收层3的厚度为50nm。所述的电子传输层4为Bphen，电子传输层4的厚度为10nm。所述的反射电极5为Al，反射电极5的厚度为100nm。一种有机太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：S1、ITO玻璃基底1预处理；S2、在ITO玻璃基底1上制备新型空穴传输层2；S3、在新型空穴传输层2上制备P3HT:PC70BM有机光吸收层3；S4、在有机光吸收层3上制备Bphen电子传输层4；S5、在电子传输层4上制备Al反射电极5。所述步骤S2在ITO玻璃基底1上制备新型空穴传输层2包括以下步骤：T1、取适量的七钼酸铵置于超纯水中，搅拌至完全溶解，得到七钼酸铵水溶液，七钼酸铵水溶液的质量分数为2wt%；T2、取尺寸为2-10nm的荧光碳点超声分散到上述七钼酸铵的水溶液中，获得荧光碳点水溶液的质量分数为0.2wt%；T3、将上述七钼酸铵与荧光碳点的水溶液置于广口瓶中，80℃加热并敞口搅拌，持续30分钟，或者新型空穴传输层前驱体溶液；T4、取上述新型空穴传输层前驱体溶液，旋转涂覆在ITO玻璃基底之上，并置于加热板上在120℃条件下退火20分钟，完成新型空穴传输层的制备；旋转涂覆的方法为使用匀胶机进行旋转涂覆，移液枪取适量新型空穴传输层前驱体溶液滴在ITO玻璃基底上后打开匀胶机，匀胶机转速设置为低速500rpm，时间5s，高速5000rpm，时间50s。本专利技术的有机太阳能电池的短路电流和开路电压与不使用新型空穴传输层的电池相比分别提高了30%和23%，电池的能量转换效率，最终由3.4%提高到了5.4%。与使用PEDOT:PSS作为空穴传输层的对比电池相比，使用新型空穴传输层的有机太阳能电池在黑暗条件下的存储寿命提高了2倍。实施例2一种有机太阳能电池，包括ITO玻璃基底1、新型空穴传输层2、有机光吸收层3、电子传输层4和反射电极5，所述的新型空穴传输层2为溶液法制备的MoO3与荧光碳点的复合空穴传输层，所述新型空穴传输层2的厚度为50nm。所述ITO玻璃基底1的方阻小于10欧姆，可见光透过率大于90%，ITO表面均方根粗糙度小于1nm。所述的有机光吸收层3为给受体体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机太阳能电池，包括ITO玻璃基底（1）、新型空穴传输层（2）、有机光吸收层（3）、电子传输层（4）和反射电极（5），其特征在于:所述的新型空穴传输层（2）为溶液法制备的MoO3与荧光碳点的复合空穴传输层，所述新型空穴传输层的厚度为10‑50 nm。

【技术特征摘要】
1.一种有机太阳能电池，包括ITO玻璃基底（1）、新型空穴传输层（2）、有机光吸收层（3）、电子传输层（4）和反射电极（5），其特征在于:所述的新型空穴传输层（2）为溶液法制备的MoO3与荧光碳点的复合空穴传输层，所述新型空穴传输层的厚度为10-50nm。2.根据权利要求1所述的一种有机太阳能电池，其特征在于：所述ITO玻璃基底（1）的方阻小于10欧姆，可见光透过率大于90%，ITO表面均方根粗糙度小于1nm。3.根据权利要求1所述的一种有机太阳能电池，其特征在于：所述的有机光吸收层（3）为给受体体异质结结构，有机光吸收层（3）的厚度为40-80nm。4.根据权利要求1所述的一种有机太阳能电池，其特征在于：所述的电子传输层（4）包括但不限于BCP、Bphen、Alq3、CsCo3、LiF和LiQ，电子传输层的厚度为1-10nm。5.根据权利要求1所述的一种有机太阳能电池，其特征在于：所述的反射电极（5）包括但不限于Ag、Al、Au、Cu以及其他金属复合电极，反射电极（5）的厚度为100-1000nm。6.根据权利要求1所述的一种有机太阳能电池的制造方法，其特征在于包括以下步骤：S1、ITO玻璃基底（1）预处理；S2、在ITO玻璃基底（1）上制备新型空穴传输层（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锡荣，
申请(专利权)人：东莞产权交易中心，
类型：发明
国别省市：广东,44