本发明专利技术公开了属于聚合物太阳电池技术领域的一种反向结构聚合物太阳电池及其制备方法以及乙酰丙酮氧化钛作为电子收集层材料在反向结构聚合物太阳电池中的应用。本发明专利技术所提供的反向结构聚合物太阳电池，包括依次层叠的衬底、透明导电金属氧化物电极层、电子收集层、光电活性层、空穴收集层和高功函阳极层，其中，所述电子收集层为乙酰丙酮氧化钛。可采用旋涂等溶液加工的方法制备电子收集层，将乙酰丙酮氧化钛引入反向结构聚合物太阳电池中，实现了电子的高效收集；并且与现有的溶胶凝胶法制备的二氧化钛、氧化锌相比，本发明专利技术也具有光电转换效率高、工艺简单，成本低廉，实验重复性好、适合于大规模工业化生产等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物太阳电池
，特别涉及以及乙酰丙酮氧化钛作为电子收集层材料在反向结构聚合物太阳电池中的应用。
技术介绍
有机和聚合物薄膜太阳电池具有成本低、重量轻、制作工艺简单、可制备成大面积柔性器件等突出优点而备受关注。通过优化设计合成新型的聚合物给体材料和富勒烯衍生物受体材料以及优化活性层中给受体的微相分离结构，使本体异质结聚合物太阳电池光电转化效率显著提高到5-8%，接近非晶硅电池的水平。但是传统本体异质结聚合物太阳电池因正极接触的PED0T:PSS会腐蚀ΙΤ0、低功函的负极易氧化，致使电池的稳定性不佳，不利于器件的稳定性和寿命的提高。因此用稳定的电子和空穴收集层修饰的反向结构聚合物太阳电池备受关注。在反向结构聚合物太阳电池中，目前广泛使用的电子收集层Cs2CO3需要真空蒸镀或高温热退火以分解成Cs2O ；TiOx.ZnO需要溶胶-凝胶化学合成和高温热退火以提高迁移率。高温工艺不利于与柔性塑料太阳电池的制备。如附图说明图1，反向结构聚合物太阳电池主要包含依次层叠的衬底1，透明导电金属氧化物电极层2，电子收集层3，光电活性层4，空穴收集层5以及高功函阳极层6等，电池以金属导线8与负载或测试装置7连接，入射光9从衬底1方向射入。乙酰丙酮氧化钛，又名双(乙酰基丙酮酸基)钛氧化物，是一种淡黄色固体粉末， 其分子式为CltlH14O5Ti,相对分子量或原子量为沈2. 082，结构如式1所示。其熔点为200°C， 闪点为71. 9°C，在760mmHg下的沸点为187. 6°C ;25°C时蒸汽压为0. 174mmHg。该材料20°C 时的水溶性为6. 6g/L，同时可溶于异丙醇，苯、甲苯和氯仿等有机溶剂。该材料主要用作树脂交联剂和固化促进剂；用作有机合成催化剂等。权利要求1.一种反向结构聚合物太阳电池，包括依次层叠的衬底(1)、透明导电金属氧化物电极层O)、电子收集层(3)、光电活性层G)、空穴收集层( 和高功函阳极层(6)，其特征在于所述电子收集层为乙酰丙酮氧化钛膜。2.根据权利要求1所述的反向结构聚合物太阳电池，其特征在于所述乙酰丙酮氧化钛膜的厚度为10-500A。3.根据权利要求1所述的反向结构聚合物太阳电池，其特征在于所述衬底选用玻璃或聚酯薄膜；所述透明导电金属氧化物电极层为In、Sn、Zn、Cd的氧化物或其复合多元氧化物；所述光电活性层为电子给体和电子受体共混膜；所述空穴收集层为Mo、V、W、M的氧化物或其复合多元氧化物；所述高功函阳极层为Al、Ag、Au或其复合电极。4.根据权利要求1所述的反向结构聚合物太阳电池，其特征在于所述光电活性层中， 电子给体材料选自聚(对亚苯基亚乙烯)类、聚(亚芳基亚乙烯基)类、聚(对亚苯基) 类、聚(亚芳基)类、聚噻吩类、聚喹啉类、吓啉类、酞菁类或者选自由吸电子共轭单元与给电子共轭单元偶联组成的共聚物，电子受体材料选自富勒烯或其衍生物、茈或其衍生物、 萘或其衍生物、醌类或者选自III-V族和II-VI族半导体纳米晶。5.根据权利要求4所述的反向结构聚合物太阳电池，其特征在于所述吸电子共轭单元为吡咯并吡咯二酮、苯并噻二唑或者噻吩并吡咯二酮，所述给电子共轭单元为咔唑、芴、 苯并二噻吩或者二噻吩并苯。6.权利要求1至5任意一个权利要求所述的反向结构聚合物太阳电池的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)在衬底上制备透明导电金属氧化物电极层；(2)将乙酰丙酮氧化钛与溶剂混合形成混合溶液，在透明导电金属氧化物电极层上旋涂上述混合溶液，经烘烤，得到电子收集层；(3)在电子收集层上依次制备光电活性层、空穴收集层和高功函阳极层，得到所述反向结构聚合物太阳电池。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在制备过程中，利用旋涂的转速来控制乙酰丙酮氧化钛膜的厚度，转速为800-5000rpm，烘烤的温度为20_250°C，时间为1分钟到48 小时。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于步骤(2)中，混合溶液中乙酰丙酮氧化钛的浓度为2-100mg/mL。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述溶剂为异丙醇、异辛醇、乙醇、乙酸乙酯或石油醚中的任意一种或它们的组合。10.乙酰丙酮氧化钛作为电子收集层材料在反向结构聚合物太阳电池中的应用。全文摘要本专利技术公开了属于聚合物太阳电池
的以及乙酰丙酮氧化钛作为电子收集层材料在反向结构聚合物太阳电池中的应用。本专利技术所提供的反向结构聚合物太阳电池，包括依次层叠的衬底、透明导电金属氧化物电极层、电子收集层、光电活性层、空穴收集层和高功函阳极层，其中，所述电子收集层为乙酰丙酮氧化钛。可采用旋涂等溶液加工的方法制备电子收集层，将乙酰丙酮氧化钛引入反向结构聚合物太阳电池中，实现了电子的高效收集；并且与现有的溶胶凝胶法制备的二氧化钛、氧化锌相比，本专利技术也具有光电转换效率高、工艺简单，成本低廉，实验重复性好、适合于大规模工业化生产等特点。文档编号H01L51/48GK102364715SQ201110329588公开日2012年2月29日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日专利技术者张文庆, 徐琦, 李良杰, 谭占鳌 申请人:华北电力大学 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种反向结构聚合物太阳电池，包括依次层叠的衬底（１）、透明导电金属氧化物电极层（２）、电子收集层（３）、光电活性层（４）、空穴收集层（５）和高功函阳极层（６），其特征在于：所述电子收集层为乙酰丙酮氧化钛膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭占鳌，徐琦，张文庆，李良杰，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：11
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