层叠式光伏电池制造技术

本实用新型专利技术发明专利技术公开了太阳能电池技术领域的一种层叠式光伏电池。包括依次层叠的导电基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、有机吸光层、电子传输层和反射电极层，其特征在于：所述有机吸光层包括受体材料和给体材料，所述空穴传输层为无机量子点薄膜，无机量子点的吸收光谱在可见光范围内并大于有机吸光层材料的吸光范围；所述的紫外光屏蔽层形成在导电基底之上；紫外屏光蔽层由N个依次层叠的m‑MTDATA/F16CuPc异质结所组成。本实用新型专利技术发明专利技术具有增加对入射光的有效吸收、提高了电池的稳定性、防止紫外光进入有机吸光层和提高有机太阳能电池工作寿命等特点。

【技术实现步骤摘要】
层叠式光伏电池
本技术专利技术涉及太阳能电池
的一种层叠式光伏电池。
技术介绍
太阳能光伏电池用于把太阳的光能直接转化为电能，目前大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池。随着材料科学的发展，低成本的有机薄膜光电池得到了非常迅速发展，由于其材料来源广泛、重量轻、及与柔性衬底相兼容等特点，有望实现商业化的大规模生产。通过合成新型的有机吸光材料和对器件结构的优化，目前有机光伏电池的效率已超过10％，有机光伏电池的光电转换包括光子的吸收与激子的形成、激子的扩散和离、电荷的传输和收集过程。当太阳光照射到吸光层时，只有光子能量大于有机吸光材料的禁带宽度时才被吸收。提高有机光伏电池的光电转换效率，增强电池的光吸收，同时如何避免紫外光进入电池有机吸光层，降低紫外光对有机吸光材料分解变性，从而导致太阳能电池老化和寿命的降低，如何提高电池的光吸收和避免紫外光进入光吸收层，从而提高电池的寿命是光伏电池领域所需解决的问题。
技术实现思路
本技术专利技术所要解决的技术问题是提供一种能有效增加光吸收同时减少紫外光对有机光伏电池寿命影响的层叠式光伏电池。本技术专利技术提供如下技术方案：一种层叠式光伏电池，包括依次层叠的导电基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、有机吸光层、电子传输层和反射电极层，其特征在于：所述有机吸光层的厚度为40～300nm，所述空穴传输层为无机量子点薄膜，无机量子点的吸收光谱在可见光范围内，并大于有机吸光层材料的吸光范围；所述的紫外光屏蔽层形成在导电基底之上；紫外屏光蔽层由N个依次层叠的m-MTDATA/F16CuPc异质结所组成,紫外光屏蔽层的m-MTDATA/F16CuPc异质结中m-MTDATA的厚度为1-5nm，F16CuPc的厚度为1-4nm；对上述技术方案做进一步的说明：所述的空穴传输层形成在紫外光屏蔽层上，所述无机量子点的粒径≤100nm；对上述技术方案做进一步的说明：所述空穴传输层的厚度≤200nm；对上述技术方案做进一步的说明：所述导电基底的方块电阻小于8欧姆，可见光透过率大于80％；对上述技术方案做进一步的说明：所述的反射电极层形成在电子传输层上；所述的反射电极为Ag或者Al，厚度为100-1000nm。本技术具有增加对入射光的有效吸收、提高了电池的稳定性和提高有机太阳能电池的工作寿命等特点。附图说明图1为层叠式光伏电池结构示意图。图中：导电基底1、紫外光屏蔽层2、空穴传输层3、有机吸光层4、电子传输层4和反射电极层5。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步的说明：如图所示为层叠式光伏电池结构图，依次层叠导电基底1、紫外光屏蔽层2、空穴传输层3、有机吸光层4、电子传输层4和反射电极层5，其中空穴传输层为无机量子点薄膜，有机吸光层包括受体材料聚噻吩(P3HT)和给体材料富勒烯衍生物[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCBM)，电池制备按以下下面的步骤进行。(1)导电基底清洗：导电基底刻蚀成并切割，在去离子水、乙醇和丙酮各超声清洗20分钟，氮气吹干后紫外照射20分钟后待用；(2)导电基底上制备紫外光屏蔽层：将导电基底装如真空镀膜机中，抽真空至真空度小于5×10-4Pa，开始制备紫外光屏蔽层，设置m-MTDATA/F16CuPc异质结个数N＝30,先沉积2nm的F16CuPc，再沉积2nm的m-MTDATA，作为一个单元，继续沉积2nm的F16CuPc，再沉积2nm的m-MTDATA,作为第二个单元……如此循环共沉积30次，获得30个m-MTDATA2nm/F16CuPc2nm异质结构成的紫外光屏蔽层。F16CuPc和m-MTDATA的沉积速率控制为0.05nm/s，沉积厚度和沉积速率使用石英晶振片进行监控。获得紫外光屏蔽层总厚度为120nm；(3)紫外光屏蔽层上制备空穴传输层：在干燥后的外光屏蔽层表面采用旋涂法制备PbS量子点作为空穴修饰层，其旋涂液为胶状的PbS纳米晶溶液，旋涂次数7次，无机量子点薄膜总厚度100nm。(4)在制备好的无机量子点薄膜表面，通过共蒸有机小分子P型材料钛青铜CuPc与n型材料富勒烯C60的混合物作为有机吸光层，厚度约60nm；(5)有机吸光层上制备电子传输层：旋转涂覆质量分数5％的PCBM氯仿溶液，转速2000rpms，时间40秒，70℃干燥5分钟，完成电子传输层制备；(6)电子传输层上制备反射电极层：采用蒸镀法制备Ag作为反射电极层，厚度约为80nm。光源测试，使用100mW/cm2的模拟太阳光作为电池的工作光源，本实施例的基于紫外光屏蔽层的有机光伏电池效率下降到初始效率的一半的时间与没有紫外光屏蔽层的电池对比器件的效率下降到初始效率一半的时间相比增加了3倍。上述描述为本技术技术方案的实施例之一，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层叠式光伏电池，包括依次层叠的导电基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、有机吸光层、电子传输层和反射电极层，其特征在于：所述有机吸光层的厚度为40～300nm，所述空穴传输层为无机量子点薄膜，无机量子点的吸收光谱在可见光范围内，并大于有机吸光层材料的吸光范围；所述的紫外光屏蔽层形成在导电基底之上；紫外屏光蔽层由N个依次层叠的m-MTDATA/F16CuPc异质结所组成,紫外光屏蔽层的m-MTDATA/F16CuPc异质结中m-MTDATA的厚度为1-5nm，F16CuPc的厚度为1-4nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种层叠式光伏电池，包括依次层叠的导电基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、有机吸光层、电子传输层和反射电极层，其特征在于：所述有机吸光层的厚度为40～300nm，所述空穴传输层为无机量子点薄膜，无机量子点的吸收光谱在可见光范围内，并大于有机吸光层材料的吸光范围；所述的紫外光屏蔽层形成在导电基底之上；紫外屏光蔽层由N个依次层叠的m-MTDATA/F16CuPc异质结所组成,紫外光屏蔽层的m-MTDATA/F16CuPc异质结中m-MTDATA的厚度为1-5nm，F16CuPc的厚度为1-4nm。


2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛学斌，吴守庆，冯成坤，
申请(专利权)人：上海先韦能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31