太阳能电池器件及其制备方法技术

一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、空穴阻挡层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料为聚3-己基噻吩与富勒烯的丁酸甲酯的混合物，所述空穴阻挡层的材料包括铼的氧化物及石墨，所述铼的氧化物选自二氧化铼、七氧化二铼、三氧化二铼及氧化二铼中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、空穴阻挡层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料为聚3-己基噻吩与富勒烯的丁酸甲酯的混合物，所述空穴阻挡层的材料包括铼的氧化物及石墨，所述铼的氧化物选自二氧化铼、七氧化二铼、三氧化二铼及氧化二铼中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。【专利说明】【
】 本专利技术涉及一种。【
技术介绍
】太阳能电池器件由于具有廉价、清洁、可再生等优点而得到了广泛的应用。目前常用的太阳能电池器件结构包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、电子缓冲层及阴极。活性层的激子分离产生空穴和电子后，空穴到达阳极，电子到达阴极，从而被电极收集，形成有效的能量转换。目前，传统的太阳能电池的能量转换效率较低。【
技术实现思路
】基于此，有必要提供一种能量转换效率较高的。一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、空穴阻挡层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料为聚3-己基噻吩与富勒烯的丁酸甲酯的混合物，所述空穴阻挡层的材料包括铼的氧化物及石墨，所述铼的氧化物选自二氧化铼、七氧化二铼、三氧化二铼及氧化二铼中的至少一种。在优选的实施例中，所述空穴阻挡层的厚度为10nnT50nm。在优选的实施例中，所述铼的氧化物与所述石墨的质量比为10: f 1:5。在优选的实施例中，所述电子缓冲层的材料选自叠氮化铯、氟化锂、碳酸锂及碳酸铯中的至少一种。在优选的实施例中，所述空穴缓冲层的材料为聚3，4- 二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸盐的混合物。一种太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤:在阳极表面上依次旋涂制备空穴缓冲层及活性层，所述活性层的材料为聚3-己基噻吩与富勒烯的丁酸甲酯的混合物；将含有铼的氧化物及石墨的悬浮液旋涂在所述活性层的表面制备空穴阻挡层，所述铼的氧化物选自二氧化铼、七氧化二铼、三氧化二铼及氧化二铼中的至少一种；及在所述空穴阻挡层表面依次蒸镀制备电子缓冲层及阴极。在优选的实施例中，所述空穴阻挡层的厚度为10nnT50nm。在优选的实施例中，所述铼的氧化物与所述石墨的质量比为1:5~10:1。在优选的实施例中，旋涂制备空穴阻挡层时，转速为500rpnT6000rpm，时间为5秒~60秒。 在优选的实施例中，所述铼的氧化物与所述石墨的质量比为10: f 1:5。上述，将铼的氧化物与石墨进行混合，配置成水溶液旋涂到活性层之上制备空穴缓冲层，铼的氧化物功函数在-5.SeV以下，与活性层的HOMO能级存在势垒，空穴就被阻挡在活性层，从而向阳极方向传输，被阳极收集，提高了阳极收集空穴的效率，从而提高了光电转换效率；石墨具有很强的导电性，有利于电子的传输，从而太阳能电池器件的能量转换效率较高。【【专利附图】【附图说明】】通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为一实施例的太阳能电池器件的结构示意图；图2为一实施例的太阳能电池器件的制备方法的流程图；图3为实施例1的太阳能电池器件及传统的太阳能电池器件的电流密度与电压关系图。【【具体实施方式】】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。请参阅图1，一实施例的太阳能电池器件100包括依次层叠的阳极10、空穴缓冲层20、活性层30、空穴阻挡层40、电子缓冲层50及阴极60。阳极10为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)、掺氟的氧化锡玻璃(FT0)，掺铝的氧化锌玻璃(AZO)或掺铟的氧化锌玻璃(IZO)。空穴缓冲层20形成于阳极10表面。空穴缓冲层20的材料为聚3，4_ 二氧乙烯噻吩(PEDOT)与聚苯磺酸钠(PSS)`的混合物。其中PEDOT与PSS的质量比为2:1~6:1，优选为6:1。空穴缓冲层20的厚度为20nnT80nm，优选为40nm。活性层30形成于空穴缓冲层20表面。活性层30的材料为聚3_己基噻吩(P3HT)与富勒烯的丁酸甲酯衍生物(PCBM)的混合物。其中P3HT:PCBM的质量为1:0.5~1:4优选为1:1。活性层30的厚度为80nnT300nm，优选为120nm。空穴阻挡层40形成于活性层30表面。空穴缓冲层40的材料包括铼的氧化物及石墨。铼的氧化物选自二氧化铼(Re02)、七氧化二铼(Re207)、三氧化二铼(Re2O3)及氧化二铼(Re2O)中的至少一种。铼的氧化物与所述石墨的质量比为10: f 1:5。空穴缓冲层40的厚度为10nm~50nm。电子缓冲层50形成于空穴阻挡层40表面。电子缓冲层50的材料选自叠氮化铯(CsN3)、氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)及碳酸铯(Cs2CO3)中的至少一种，优选为LiF。电子缓冲层50的厚度为0.5nnTl0nm,优选为lnm。阴极60形成于电子缓冲层50表面。阴极60的材料选自招(Al)、银(Ag)、金(Au)及钼(Pt)中的至少一种,优选为Al。阴极60的厚度为80nnT300nm,优选为150nm。该太阳能电池器件100，将铼的氧化物与石墨进行混合，配置成水溶液旋涂到活性层30之上制备空穴缓冲层40，铼的氧化物功函数在-5.8eV以下，与活性层的HOMO能级存在势垒，空穴就被阻挡在活性层30，从而向阳极10方向传输，被阳极10收集，提高了阳极10收集空穴的效率，从而提闻了光电转换效率；石墨具有很强的导电性，有利于电子的传输，从而太阳能电池器件100的能量转换效率较高。需要说明的是，上述太阳能电池器件100还可以根据需要设置其他功能层。请同时参阅图2，一实施例的太阳能电池器件100的制备方法，其包括以下步骤:步骤S110、在阳极10表面上依次旋涂制备空穴缓冲层20及活性层30。阳极10为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)、掺氟的氧化锡玻璃(FT0)，掺铝的氧化锌玻璃(AZO)或掺铟的氧化锌玻璃(IZO)。本实施方式中，对阳极10前处理包括去除阳极10表面的有机污染物及对阳极10进行等氧离子处理。将阳极10采用洗洁精、去离子水、丙酮、乙醇、异丙酮各超声波清洗15min，以去除基底10表面的有机污染物；对阳极10进行等氧离子处理时间为5mirTl5min，功率为 10~50W。空穴缓冲层20通过在阳极10表面旋涂含有空穴缓冲材料的溶液制备。旋涂的转速为2000rpnT6000rpm，时间为IOs~30s。层空穴缓冲材料为聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)与聚苯磺酸钠(PSS)的混合物。其中PEDOT与PSS的质量比为2:1飞:1，优选为6:1。含有空穴缓冲材料的溶液中空穴缓冲材料的质量浓度为1%~5%，优选为1.3%，溶剂为水。旋涂后在100°C~200°C下加入15分钟飞O分钟，优选在200°C下加热30分钟。空穴缓冲层20的厚度为20nnT80nm,优选为40nm。活性层30由活性层溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池器件，其特征在于，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、活性层、空穴阻挡层、电子缓冲层及阴极，所述活性层的材料为聚3?己基噻吩与富勒烯的丁酸甲酯的混合物，所述空穴阻挡层的材料包括铼的氧化物及石墨，所述铼的氧化物选自二氧化铼、七氧化二铼、三氧化二铼及氧化二铼中的至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王平，黄辉，陈吉星，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：