一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池制造技术

本发明专利技术属于聚合物太阳能电池技术领域，涉及一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池结构设计。该电池将银（金）纳米矩阵引入三元体系电池中，将电场束缚在微结构周围，通过激发近场作用，光场几乎全部渗透进活性层内；活性层旋涂在Ag/Au matrix之上自然形成类似微纳光栅结构，激发表面等离子体极化激元，把入射光限制在活性层内部，通过调整微纳方阵周期及金属薄膜厚度等，在紫外、可见及近红外区超宽范围内产生增强的光吸收效应。同时，将两种化学结构类似，光谱吸收互补的给体聚合物与受体共混配制溶液制备成膜，拓宽了吸收光谱，使器件开路电压、短路电流和填充因子大幅提高，能量转换效率高，器件制备成功率高，器件制备复杂度低。

An efficient blend three element organic solar cell based on all optical absorption

The invention belongs to the field of polymer solar cell technology, and relates to the design of organic solar cell structure based on all optical absorption and high efficiency blending three element system. The battery will be silver (gold) nano matrix into three element system of battery, the electric field is bound in micro structure around, excited by near field effect, the light field almost all penetrate into the active layer in the active layer; above the spin coating on Ag/Au matrix naturally formed similar micro nano grating structure, the excitation of surface plasmon polaritons, the incident light is trapped inside the active layer, by adjusting the thickness of the micro nano matrix cycle and metal film, in the ultraviolet, visible and near infrared ultra wide range enhanced light absorption effect. At the same time, two kinds of similar chemical structure, absorption spectra of complementary donor polymer blends and receptor solution preparation for preparing film, broaden the absorption spectrum of the device, open circuit voltage, short-circuit current and fill factor is greatly improved, the energy conversion efficiency is high, the fabrication of high success rate, low complexity of device fabrication.

【技术实现步骤摘要】
一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池
本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，石油、天然气等不可再生型资源日渐枯竭，能源已经成为世界各国普遍关注的战略性问题之一。研究表明，太阳能是国际公认的理想替代能源，是人类可利用的最直接的清洁能源。目前有机聚合物太阳能电池存在两个主要的瓶颈问题急需解决，一是传统结构电池的局限性使得活性层对于太阳光的吸收效率偏低，导致光电转换效率难以大幅度提高，二是光伏电池的稳定性较差，三是生产工艺较复杂。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述缺陷提供了一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池。该太阳能电池利用Ag/Aumatrix方阵微纳结构作为中间缓冲层，用以实现对太阳光谱的高效吸收，从而进一步提高有机薄膜太阳能电池对太阳光的捕获能力。与此同时，设计和制备在化学性能和结构上类似并且具有良好的“相容性”，在吸收光谱上具有互补性的新型给体材料，与富勒烯受体材料混合制作三元体系的共混异质结太阳能电池（dualdonors-singleacceptor本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池，其特征在于：采用三元体系共混异质结结构，分为正向器件和反向器件两种，正向器件的结构层次自顶向下依次为：金属Al阴极层(7)，阴极LiF修饰层(6)，共混活性层(5)，银（金）纳米矩阵层(4)，空穴PEDOT:PSS传输层(3)，ITO(2)，玻璃阳极层(1)；反向器件的结构层次自顶向下依次为：金属Ag阳极层(10)，阳极MoO3修饰层(9)，共混活性层(5)，银（金）纳米矩阵(4)，空穴PFN传输层(8)，ITO(2)，玻璃阴极层(11)。

【技术特征摘要】
1.一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机太阳能电池，其特征在于：采用三元体系共混异质结结构，分为正向器件和反向器件两种，正向器件的结构层次自顶向下依次为：金属Al阴极层(7)，阴极LiF修饰层(6)，共混活性层(5)，银（金）纳米矩阵层(4)，空穴PEDOT:PSS传输层(3)，ITO(2)，玻璃阳极层(1)；反向器件的结构层次自顶向下依次为：金属Ag阳极层(10)，阳极MoO3修饰层(9)，共混活性层(5)，银（金）纳米矩阵(4)，空穴PFN传输层(8)，ITO(2)，玻璃阴极层(11)。2.根据权利要求1所述的一种基于全光波段吸收的高效共混三元有机太阳能电池装置，其特征在于：所述的银（金）纳米矩阵层（4）采用Ag/Au材料，通过纳米压印技术或者光刻技术实现。3.根据权利要求1所述的一种基于全光波段吸收的高效共混三元体系有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：高博文，孟婧，侯新平，陈君，朱梅，王丽，张会敏，
申请(专利权)人：泰山学院，
类型：发明
国别省市：山东,37