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，所述中间层的材料包括电子传输材料及分散在电子传输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物，所述富勒烯衍生物选自[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种，所述电子传输材料选自4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,2,4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑中的至少一种，所述聚噻吩类化合物选自聚3，4-二氧乙基噻吩、聚3-甲基噻吩或聚3-辛基噻吩中至少一种。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、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，所述中间层的材料包括电子传输材料及分散在电子传输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物，所述富勒烯衍生物选自-苯基-C71-丁酸甲酯、-苯基-C61-丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种，所述电子传输材料选自4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,2,4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑中的至少一种，所述聚噻吩类化合物选自聚3，4-二氧乙基噻吩、聚3-甲基噻吩或聚3-辛基噻吩中至少一种。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、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，所述中间层的材料包括电子传输材料及分散在电子传 输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物，所述富勒烯衍生物选自-苯基-C71-丁酸 甲酯、_苯基-C61-丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种，所述电子传输材料选自 4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉、1，2, 4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑中的至少一种，所述聚 噻吩类化合物选自聚3,4-二氧乙基噻吩、聚3-甲基噻吩或聚3-辛基噻吩中至少一种。 在优选的实施例中，所述中间层的厚度为20nm?60nm。 在优选的实施例中，所述中间层中所述聚噻吩类化合物、所述富勒烯衍生物与所 述电子传输材料的质量比1: (〇. 1?10): (〇. 5?1)。 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； 将含有中间层材料的悬浮液旋涂在所述第一活性层表面制备中间层，所述中间层 材料包括电子传输材料及分散在电子传输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物，所述富 勒烯衍生物选自-苯基-C71- 丁酸甲酯、-苯基-C61- 丁酸甲酯、足球烯及碳70 中的至少一种，所述电子传输材料选自4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉、1，2, 4-三唑衍生物或 N-芳基苯并咪唑中的至少一种，所述聚噻吩类化合物选自聚3,4-二氧乙基噻吩、聚3-甲基 噻吩或聚3-辛基噻吩中至少一种； 在所述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，所述中间层中所述聚噻吩类化合物、所述富勒烯衍生物与所 述电子传输材料的质量比1: (〇. 1?10): (〇. 5?1)。 在优选的实施例中，所述中间层的厚度为20nm?60nm。 在优选的实施例中，旋涂制备中间层时，转速为3000rpm?5000rpm，时间为10 秒?30秒，烘干温度为100°C?200°C。 在优选的实施例中，所述含有中间层材料的悬浮液中，所述溶剂为氯苯，三氯甲 烷，对二甲苯或者二氯甲烷中至少一种，所述中间层材料中所述富勒烯衍生物与溶剂的质 量比为1:2?1:5。 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；由电子传输材料及分散在电子传输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物的混合物 形成中间层，富勒烯衍生物是富电子材料，可收集由第一活性层传输过去的电子，提高电子 的收集效率，而聚噻吩类化合物的噻吩基团具有较强的吸电子基团，有利于形成空穴，起到 收集空穴的作用，提高了第二活性层的空穴收集效率，同时加入电子传输材料。提高电子传 输速率，使电子传输速率与空穴传输速率更匹配，中间层起到收集载流子的作用，提高了收 集效率，进而提1?中间层收集空穴和电子的效率，从而提1?光电转换效率。 【专利附图】【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40nm。 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。第一活性层30的厚度为100nm?300nm，优选为160nm。 中间层40形成于第一活性层30的表面。中间层40的材料包括电子传输材料及 分散在电子传输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物。富勒烯衍生物选自_苯 基-C71- 丁酸甲酯（P71BM)、-苯基-C61- 丁酸甲酯（PC61BM)、足球烯（C6Q)及碳70 (C7Q)中的至少一种。所述电子传输材料选自4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉（Bphen)、l，2, 4-三 唑衍生物(如TAZ)或N-芳基苯并咪唑（TPBI)中的至少一种。所述聚噻吩类化合物选自聚 3,4-二氧乙基噻吩（PED0T)、聚3-甲基噻吩（P3AT)聚3-辛基噻吩（P30T)中至少一种，所述 聚噻吩类化合物、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，所述中间层的材料包括电子传输材料及分散在电子传输材料的富勒烯衍生物及聚噻吩类化合物，所述富勒烯衍生物选自[6,6]‑苯基‑C71‑丁酸甲酯、[6,6]‑苯基‑C61‑丁酸甲酯、足球烯及碳70中的至少一种，所述电子传输材料选自4,7‑二苯基‑1,10‑菲罗啉、1,2,4‑三唑衍生物或N‑芳基苯并咪唑中的至少一种，所述聚噻吩类化合物选自聚3，4‑二氧乙基噻吩、聚3‑甲基噻吩或聚3‑辛基噻吩中至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，黄辉，张振华，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