本发明专利技术提供一种聚合物太阳能电池及其制备方法，所述聚合物太阳能电池包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层和阴极，所述中间层的材质为聚3,4-二氧乙基噻吩、聚苯磺酸盐与铯盐掺杂形成的混合物，其中，中间层具有纳米网状结构，所述纳米网状结构的孔径为100nm～150nm。本发明专利技术将聚3,4-二氧乙基噻吩、聚苯磺酸盐、铯盐与偶氮类物质掺杂制备中间层，偶氮类物质分解后形成空隙，使中间层具有纳米网状结构，从而扩大n型掺杂材料与p型掺杂材料的接触界面，提高激子分离几率，从而提高光电转换效率，制备方法简单，适于工业应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及。
技术介绍
1982年，Weinberger等研究了聚乙炔的光伏性质，制造出了第一个具有真正意义上的太阳能电池，但是其光电转换效率极低(10_3%)。紧接着，Glenis等制作了各种聚噻吩的太阳能电池，也面临电池的开路电压极低和光电转换效率低的问题。直到1986年，C.ff.Tang等首次将ρ型半导体和η型半导体引入双层结构的器件中，使光电流得到极大程度的提高，以此为里程碑，有机聚合物太阳能电池蓬勃发展起来。聚合物太阳能电池的基本原理是利用光入射到半导体的异质结或金属半导体界面附近产生的光生伏打效应，该效应是光激发产生的电子空穴对即激子被各种因素引起的静电势能分离产生电动势的现象，当光入射到光敏材料时，光敏材料被激发产生电子和空穴对，在太阳能电池内建电场的作用下分离和传输，然后被各自的电极收集，电子向阴极移动，空穴向阳极移动，形成电流。目前，聚合物太阳能电池的转换效率较低，为提高能量转换效率，电池材料的改进及器件结构的优化是两个主要途径，其中，开发新的光电活性材料是活性层改进的重要方法，但该方法的研发成本高，周期长。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提供。本专利技术的聚合物太阳能电池包括改进后的活性层，由第一活性层、中间层和第二活性层组成，中间层由聚3，4-二氧乙基噻吩(PED0T)、聚苯磺酸盐(PSS)与铯盐掺杂制备，制备中间层时加入偶氮类物质并使其分解，形成细微结构的空间，使中间层具有纳米网状结构，将混合后的材质分隔开，扩大各种物质之间的接触界面，从而提高激子在界面处的分离几率，提高器件的光电转换效率，同时偶氮类物质分解形成网络状的链段互联的结构，也为空穴和电子提供良好的传输通道，利于提高器件的光电转换效率。第一方面，本专利技术提供一种聚合物太阳能电池，包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层和阴极，第一活性层及第二活性层的材质均为聚3-己基噻吩(Ρ3ΗΤ)与(6，6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的混合物，所述中间层的材质为聚3，4- 二氧乙基噻吩(PEDOT)、聚苯磺酸盐(PSS)与铯盐掺杂形成的混合物，其中，中间层具有纳米网状结构,所述纳米网状结构的孔径为IOOnm?150nm。所述聚合物太阳能电池包含由聚3，4-二氧乙基噻吩(PED0T)、聚苯磺酸盐(PSS)与铯盐掺杂制备的中间层，其中，聚3，4- 二氧乙基噻吩(PEDOT)与聚苯磺酸盐(PSS)混合后为P型掺杂材料，用于传输空穴，聚3，4- 二氧乙基噻吩(PEDOT)与铯盐混合后为η型掺杂材料，用于传输电子，两者混合后被偶氮类物质分解引入的空位分割，使中间层具有纳米网状结构，材料接触界面增加，使在界面处的激子分离几率提高，其次，偶氮类物质分解形成网络状的链段互联的结构，也为空穴和电子提供良好的传输通道，同时中间层与活性层能级相匹配，利于提高器件的光电转换效率。所述第一活性层的材质为聚3-己基噻吩(P3HT)与(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯(PCBM)的混合物。P3HT为聚3-己基噻吩，是常用的空穴传输材料，(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯(PCBM)的分子式为C72H14O2，为C60的衍生物，是常用的电子传输材料。优选地，所述聚3-己基噻吩(P3HT)与(6，6)_苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的重量比为1:0.5?1:4。更优选地，所述聚3-己基噻吩(P3HT):(6,6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的重量比为1:3。优选地，所述第一活性层的厚度为8(T300nm。更优选地，所述第一活性层的厚度为180nm。优选地，所述中间层的材质中，所述聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)和聚苯磺酸盐(PSS)的的重量比为2:1?6:1。更优选地，所述聚3，4- 二氧乙烯噻吩(PEDOT)和聚苯磺酸盐(PSS)的重量比为3:1。优选地，所述铯盐为氟化铯(CsF)、氯化铯(CsCl)、叠氮化铯(CsN3)或碳酸铯(Cs2CO3)0优选地，所述聚3，4-二氧乙基噻吩(PEDOT)与铯盐的重量比为1:(1?20)。优选地，所述中间层的厚度为l(T40nm。第二活性层与第一活性层的材质相同，具体如下:所述第二活性层的材质为聚3-己基噻吩(P3HT)与(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯(PCBM)的混合物。优选地，所述聚3-己基噻吩(P3HT): (6，6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的重量比为1:0.5?1:4。更优选地，所述聚3-己基噻吩(P3HT):(6，6)_苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的重量比为1:3。优选地，所述第二活性层的厚度为8(T300nm。更优选地，所述第二活性层的厚度为180nm。所述第一及第二活性层中PCBM的LUMO能级与中间层中的铯盐功函数相匹配，利于电子注入，第一及第二活性层中P3HT的HOMO能级与中间层中PEDOT的功函数相匹配。所述阳极基底为带有阳极功能层的玻璃，为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)、掺氟氧化锡玻璃(FT0)、掺铝的氧化锌玻璃(AZO)或掺铟的氧化锌玻璃(ΙΖ0)。阳极基底为市场上购买的，规格统一，阳极功能层厚度为8(T250nm。优选地，所述空穴缓冲层的材质是聚3，4- 二氧乙烯噻吩(PEDOT)和聚苯乙烯磺酸(PSS)0优选地，所述PEDOT =PSS的重量比为2:1?6:1。更优选地，所述PEDOT =PSS的重量比为3:1。优选地，所述空穴缓冲层的厚度为20?80nm。更优选地，所述空穴缓冲层的厚度为 40nm。优选地，所述电子缓冲层的材质为叠氮化铯(CsN3)、氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)或碳酸铯(Cs2CO3X更优选地，所述电子缓冲层的材质为氟化锂(LiF)。优选地，所述电子缓冲层的厚度为0.5?10nm。更优选地，所述电子缓冲层的厚度为0.7nm。优选地，所述阴极为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钼(Pt)。更优选地，所述阴极为铝(Al)。优选地，所述阴极的厚度为8(T300nm。更优选地，所述阴极厚度为150nm。第二方面，本专利技术提供一种聚合物太阳能电池的制备方法，包括以下步骤:取清洗干净后的阳极基底，进行预处理后在阳极基底上旋涂制备空穴缓冲层及第一活性层；第一活性层的材质为聚3-己基噻吩(P3HT)与(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯(PCBM)的混合物；然后制备中间层，具体操作为:将聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)和聚苯磺酸盐(PSS)加入水中，得到水溶液，将偶氮类物质和铯盐加入所述水溶液中混合均匀，得到混合物，在第一活性层上旋涂所述混合物，在100?200°C干燥5?30min，得到中间层；所述偶氮类物质为偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI)或偶氮异丁氰基甲酰胺(V30);所述中间层具有纳米网状结构，所述纳米网状结构的孔径为IOOnm?150nm ;在中间层上旋涂制备第二活性层，第二活性层的材质为聚3-己基噻吩(P3HT)与(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯(PCBM)的混合物，然后依次蒸镀制备电子缓冲层和阴极，得到聚合物太阳能电池。所述第一活性层的材质为聚3-己基噻吩(P3HT)与(6，6)-苯基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合物太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层和阴极，所述第一活性层及第二活性层的材质均为聚3‑己基噻吩与（6,6）‑苯基‑C61‑丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材质为聚3,4‑二氧乙基噻吩、聚苯磺酸盐与铯盐掺杂形成的混合物，其中，中间层具有纳米网状结构，所述纳米网状结构的孔径为100nm～150nm；所述铯盐为氟化铯、氯化铯、叠氮化铯或碳酸铯。
【技术特征摘要】
1.一种聚合物太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层和阴极，所述第一活性层及第二活性层的材质均为聚3-己基噻吩与(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材质为聚3，4- 二氧乙基噻吩、聚苯磺酸盐与铯盐掺杂形成的混合物，其中，中间层具有纳米网状结构，所述纳米网状结构的孔径为IOOnm~150nm ;所述铯盐为氟化铯、氯化铯、叠氮化铯或碳酸铯。2.如权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于，所述中间层的材质中，所述聚3，4-二氧乙基噻吩与铯盐的重量比为1: (I~20)。3.如权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于，所述中间层的材质中，聚3，4-二氧乙烯噻吩和聚苯磺酸盐的重量比为2:1~6:1。4.如权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于，所述中间层的厚度为10~40nm。5.一种聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 取清洗干净后的阳极基底，进行预处理后在阳极基底上旋涂制备空穴缓冲层及第一活性层；第一活性层的材质为聚3-己基噻吩与(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯的混合物； 然后制备中间层，具体操作为:将聚3，4-二氧乙烯噻吩和聚苯磺酸盐加入水中，得到水溶液，将偶氮类物质和铯盐加入所述水溶液中混合均匀，得到混合物，在第一活性层上旋涂所述混合物，在100~200°C干燥5~30min，得到中间层；所述偶氮类物质为偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮异丁氰基甲酰胺，所述铯盐为氟化铯、氯化铯、叠氮化铯或碳酸铯，所得中间层具有纳米网状结构，所述纳米网状结构的孔径为IOOnm~150nm ； 在中间层上旋涂制备第二活性层，第二活性层的...
【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：广东;44
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