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、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与6,6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层包括n型中间层及层叠于所述n型中间层表面的p型中间层，所述n型中间层的材料包括铯盐及掺杂在所述铯盐中的二氧化钛，所述铯盐选自氟化铯、碳酸铯、氯化铯及叠氮铯中的至少一种，所述p型中间层的材料为铁盐，所述铁盐选自三氯化铁、三溴化铁及硫化铁中的至少一种。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】

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、第一活性层、电子缓冲层及阴 极。第一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、第一活性层、中间层、第 二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与 6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层包括η型中间层及层叠于所述η型中间层 表面的Ρ型中间层，所述η型中间层的材料包括铯盐及掺杂在所述铯盐中的二氧化钛，所述 铯盐选自氟化铯、碳酸铯、氯化铯及叠氮铯中的至少一种，所述Ρ型中间层的材料为铁盐， 所述铁盐选自三氯化铁、三溴化铁及硫化铁中的至少一种。 在优选的实施例中，所述η型中间层的厚度为1 μ m?15 μ m，所述ρ型中间层的厚 度为10nm?50nm。 在优选的实施例中，所述η型中间层中所述二氧化钛与所述铯盐的质量比1:2? 1:10。 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。 在优选的实施例中，所述第一活性层及第二活性层中所述聚3-己基噻吩与所述 6, 6-苯基-C61_ 丁酸甲酯的质量比为1:0. 5?1:4。 一种太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤： 在阳极表面上旋涂制备空穴缓冲层； 在所述空穴缓冲层上旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-c61-丁酸甲酯的溶液， 形成第一活性层； 将含有η型中间层材料的悬浮液旋涂在所述第一活性层表面制备η型中间层，所 述η型中间层的材料包括铯盐及掺杂在所述铯盐中的二氧化钛，所述铯盐选自氟化铯、碳 酸铯、氯化铯及叠氮铯中的至少一种； 将含有铁盐的溶液旋涂在所述η型中间层的表面制备ρ型中间层，所述铁盐选自 三氯化铁、三溴化铁及硫化铁中的至少一种； 在所述ρ型中间层表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-C61- 丁酸甲酯的溶 液，形成第二活性层；及 在所述第二活性层的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η型中间层中所述二氧化钛与所述铯盐的质量比1:2? 1:10。 在优选的实施例中，所述η型中间层的厚度为1 μ m?15 μ m，所述ρ型中间层的厚 度为10nm?50nm。 在优选的实施例中，所述含有η型中间层材料的悬浮液中，所述二氧化钛的浓度 为 5mg/mL ?30mg/mL〇 在优选的实施例中，所述含有铁盐的溶液中，所述铁盐的浓度为10mg/ml?30mg/ ml〇 上述，通过在第一活性层及第二活性层之间制备中 间层，提高太阳能电池器件的第一活性层及第二活性层的光吸收效率，从而提高光电转换 效率；η型中间层的材料包括铯盐及掺杂在铯盐中的二氧化钛，二氧化钛为η型材料，铯盐 比较活波且功函数比较低，两者掺杂后可以使电子传输到η型中间层的势垒降低，从而使 更多的电子被η型中间层收集，ρ型中间层的材料为铁盐，铁盐存在大量的游离电子，可形 成较多数量的空穴，起到收集空穴的作用，从而可以提高第二活性层的空穴收集效率，η型 中间层和Ρ型中间层配合起到收集载流子的作用，提高了收集效率，从而提高光电转换效 率。 【附图说明】 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】 为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中 给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所 描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。 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、第一活性层30、中间层40、第二活性层50、电子缓冲层60及阴极70。 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 (ΑΖ0)或掺铟的氧化锌玻璃（ΙΖ0)。 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（PED0T)与聚苯磺酸钠（PSS)的混合物。其中PED0T与PSS的质量比为2:1?6:1，优选 为3:1。空穴缓冲层20的厚度为20nm?80nm，优选为60nm。 第一活性层30形成于空穴缓冲层20表面。第一活性层30的材料为聚3-己基 噻吩（P3HT)与6, 6-苯基-C6「丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的质量为 1:0. 5?1:4,优选为1:1. 5。第一活性层30的厚度为100nm?300nm，优选为90nm。 中间层40形成于第一活性层30的表面。中间层40包括形成于第一活性层30表 面的η型中间层42及形成于η型中间层42表面的p型中间层44。 η型中间层42的材料包括铯盐及掺杂在铯盐中的二氧化钛。铯盐选自氟化铯 (CsF)、碳酸铯（Cs2C0 3)、氯化铯（CsCl)及叠氮铯（CsN3)中的至少一种。二氧化钛与铯盐的 质量比1:2?1:10。优选的，二氧化钛的粒径为50nm?200nm。η型中间层42的厚度为 1 μ m ~ 15 μ m。 P型中间层44的材料为铁盐。铁盐选自三氯化铁（FeCl3)、三溴化铁（FeBr3)及硫 化铁（Fe 2S3)中的至少一种。p型中间层的厚度为10nm?50nm。 第二活性层50形成于p型中间层44的表面。第二活性层50的材料为聚3-己基 噻吩（P3HT)与6, 6-苯基-C6「丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT:PC61BM的质量为 1:0. 5?1:4,优选为1:1. 5。第二活性层50的厚度为lOOnm?300nm，优选为90nm。 电子缓冲层60形成于第二活性层50表面。电子缓冲层60的材料选自叠氮化铯 (CsN 3)、氟化锂（LiF)、碳酸锂（Li2C03)及碳酸铯（Cs2C0 3)中的至少一种，优选为LiF。电子 缓冲层60的厚度为0· 5nm?10nm，优选为0· 7nm。 阴极70形成于电子缓冲层60表面。阴极70的材料选自铝（A1)、银（Ag)、金（Au) 及钼（Pt)中的至少一种，优选为A1。阴极70的厚度为80nm?300nm，优选为150nm。 该太阳能电池器件100,通过在第一活性层30及第二活性层50之间制备中间层 40,提高太阳能电池器件10的第一活性层30及第二活性层50的光吸收效率，从而提高光 电转换效率；η型中间层42的材料包括铯盐及掺杂在铯盐中的二氧化钛，二氧化钛为η型 材料，铯盐比较活波且功函数比较低，两者掺杂后可以使电子传输到η型中间层42的势垒 降低，从而使更多的电子被η型中间本文档来自技高网...

【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、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3‑己基噻吩与6,6‑苯基‑C61‑丁酸甲酯的混合物，所述中间层包括n型中间层及层叠于所述n型中间层表面的p型中间层，所述n型中间层的材料包括铯盐及掺杂在所述铯盐中的二氧化钛，所述铯盐选自氟化铯、碳酸铯、氯化铯及叠氮铯中的至少一种，所述p型中间层的材料为铁盐，所述铁盐选自三氯化铁、三溴化铁及硫化铁中的至少一种。

【技术特征摘要】
1. 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、第一活性层、 中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己 基噻吩与6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层包括η型中间层及层叠于所述η 型中间层表面的Ρ型中间层，所述η型中间层的材料包括铯盐及掺杂在所述铯盐中的二氧 化钛，所述铯盐选自氟化铯、碳酸铯、氯化铯及叠氮铯中的至少一种，所述Ρ型中间层的材 料为铁盐，所述铁盐选自三氯化铁、三溴化铁及硫化铁中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述η型中间层的厚度为 1 μ m?15 μ m，所述ρ型中间层的厚度为10nm?50nm。3. 根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述η型中间层中所述二氧 化钛与所述铯盐的质量比1:2?1:10。4. 根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：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。5. 根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于：所述第一活性层及第二活性 层中所述聚3-己基噻吩与所述6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的质量比为1:0. 5?1:4。6. -种太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 在阳极表面上旋涂制备空穴缓冲层； 在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，黄辉，冯小明，王平，
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