本发明专利技术属于电化学领域，其公开了一种聚合物太阳能电池，该电池为层状结构，该层状结构依次为：阳极基底、空穴缓冲层、活性层、电子缓冲层、阴极层、保护层、钝化层。本发明专利技术的聚合物太阳能电池，通过在阴极层上面制备一层钝化层，使阴极并没有暴露在空气中，提高了器件的稳定性，而钝化层的材料可以起到高反射的作用，使一部分会穿透阴极的光到达钝化层而发生反射，使活性层可以捕获更多的太阳能，最终提高器件的稳定性和能量转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学领域，尤其涉及。
技术介绍
1982年，Weinberger等研究了聚乙炔的光伏性质,制造出了第一个具有真正意义上的太阳能电池，但是当时的光电转换效率极低(10_3% )。紧接着，Glenis等制作了各种聚噻吩的太阳能电池，当时都面临的问题是极低的开路电压和光电转换效率。直到1986年，C. ff. Tang等首次将P型半导体和η型半导体引入到双层结构的器件中，才使得光电流得到了极大程度的提高，从此以该工作为里程碑，有机聚合物太阳能电池蓬勃发展起来。1992年Sariciftci 等发现2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4_苯乙(MEH-PPV) 与复合体系中存在快速光诱导电子转移现象，引起了人们的极大兴趣，而在1995年，Yu等用MEH-PPV与C60衍生物PCBM混合作为活性层制备了有机聚合物体异质结太阳能电池。器件在20mW/cm2 430nm的单色光照射下，能量转换效率为2. 9%。这是首个基于聚合物材料与PCBM受体制备的本体异质结太阳能电池，并提出了复合膜中互穿网络结构的概念。至此，本体异质结结构在聚合物太阳能电池中的应用得到了迅速的发展。这种结构也成为目前人们普遍采用的有机聚合物太阳能电池结构。聚合物太阳能电池的工作原理主要分为四部分(I)光激发和激子的形成；(2)激子的扩散；⑶激子的分裂；⑷电荷的传输和收集。首先，共轭聚合物在入射光照射下吸收光子，电子从聚合物最高占有轨道(HOMO)跃迁到最低空轨道(LUMO)，形成激子，激子在内建电场的作用下扩散到给体/受体界面处分离成自由移动的电子和空穴，然后电子在受体相中传递并被阴极收集，空穴则通过给体相并被阳极收集，从而产生光电流，这就形成了一个有效的光电转换过程。目前常用的结构为ΙΤ0阳极/空穴缓冲层/活性层/电子缓冲层/阴极。这种结构由于阴极一般采用低功函的活泼金属；因此，容易与大气中的氧气发生反应，不利于电池的稳定性，给应用带来了很大的制约。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稳定性好、能量转换率高的聚合物太阳能电池。本专利技术的技术方案如下一种聚合物太阳能电池，该电池为层状结构，且该层状结构依次为阳极基底、空穴缓冲层、活性层、电子缓冲层、阴极层、保护层、钝化层，即该电池的结构为阳极基底/空穴缓冲层/活性层/电子缓冲层/阴极层/保护层/钝化层。该聚合物太阳能电池中，各功能层所用材质如下，导电阳极基底为铟锡氧化物玻璃(ITO)、掺铟氧化锌玻璃(IZO)、掺氟氧化锡玻璃(FTO)或掺铝氧化锌玻璃(AZO)中的任一种；空穴缓冲层的材料为聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)与聚苯磺酸钠(PSS)的混合物；活性层的材料为聚3-己基噻吩(P3HT)、聚(MDMO-PPV)或聚(MEH-PPV)分别与富勒烯丁酸甲酯衍生物(PCBM)混合后形成混合物中的任一种；即P3HT: PCBM、MDMO-PPV: PCBM 或者 MEH-PPV: PCBM 混合物中的任一种；电子缓冲层的材料为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2C03)、碳酸铯(Cs2C03)、氮化铯(CsN3)或氟化铯(CsF)中的任一种；阴极层的材料为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钼(Pt)中的任一种金属；保护层的材料为并五苯、C60或C7tl (即60或70个碳原子的有机物)的任一种； 钝化层的材料为A1203、SiO2, SiO、SiCl4或Si3N4中的任一种。本专利技术的另一目的在于提供上述聚合物太阳能电池的制备方法，其工艺步骤如下SI、将阳极基底依次在洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇中超声清洗，去除表面的有机污染物，清洗干净后对其进行氧等离子处理，氧等离子处理时间为5-15min，功率为 10-50W ；S2、在阳极基底的阳极表面旋涂厚度为20_80nm的空穴缓冲层，干燥后再在空穴缓冲层表面旋涂厚度为O. 5-10nm的活性层，然后干燥处理；S3、在活性层表面蒸镀厚度为O. 5-10nm的电子缓冲层；完后接着蒸镀厚度为80-200nm的阴极层；随后再在阴极层表面蒸镀厚度为I-IOnm的保护层；S4、利用溅射工艺，在保护层表面溅镀厚度为50_200nm的钝化层，最后得到聚合物太阳能电池。本专利技术的聚合物太阳能电池，通过在阴极层上面制备一层钝化层，使阴极并没有暴露在空气中，提高了器件的稳定性，而钝化层的材料可以起到高反射的作用，使一部分会穿透阴极的光到达钝化层而发生反射，使活性层可以捕获更多的太阳能，最终提高器件的稳定性和能量转换效率。附图说明图I为本专利技术聚合物太阳能电池结构示意图；图2为本专利技术聚合物太阳能电池的制备工艺流程图；图3为实施例I的聚合物太阳能电池ΙΤ0基底/PEDOT :PSS/P3HT:PCBM/LiF/Ag/并五苯/Si3N4与对比电池ITO基底/PEDOT: PSS/P3HT: PCBM/LiF/Ag的电流密度与电压关系图；其中，曲线I为实施例I的曲线，曲线2为对比例的曲线。具体实施例方式本专利技术的一种聚合物太阳能电池，如图I所示，该电池为层状结构，且该层状结构依次为阳极基底11、空穴缓冲层12、活性层13、电子缓冲层14、阴极层15、保护层16、钝化层17，即该电池的结构为阳极基底11/空穴缓冲层12/活性层13/电子缓冲层14/阴极层15/保护层16/钝化层17。该聚合物太阳能电池中，各功能层所用材质如下，导电阳极基底为铟锡氧化物玻璃(ITO)、掺铟氧化锌玻璃(IZO)、掺氟氧化锡玻璃(FTO)或掺铝氧化锌玻璃(AZO)中的任一种；空穴缓冲层的材料为聚3，4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)与聚苯磺酸钠(PSS)的混合物；活性层的材料为聚3-己基噻吩(P3HT)、聚(MDMO-PPV)或聚(MEH-PPV)分别与富勒烯丁酸甲酯衍生物(PCBM)混合后形成体系中的任一种；即P3HT: PCBM、MDMO-PPV: PCBM 或者 MEH-PPV: PCBM 混合物中的任一种。电子缓冲层的材料为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2C03)、碳酸铯(Cs2C03)、氮化铯(CsN3)或氟化铯(CsF)中的任一种；阴极层的材料为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钼(Pt)中的任一种金属； 保护层的材料为并五苯、60个碳原子的有机物(C6tl)或70个碳原子的有机物(C7tl)中的任一种；钝化层的材料为A1203、SiO2, SiO、SiCl4或Si3N4中的任一种；上述聚合物太阳能电池的制备方法，如图2所示，其工艺步骤如下 SI、将阳极基底依次在洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇中超声清洗，去除表面的有机污染物，清洗干净后对其进行氧等离子处理，氧等离子处理时间为5-15min，功率为 10-50W ；S2、在阳极基底的阳极表面旋涂厚度为20_80nm的空穴缓冲层，干燥后再在空穴缓冲层表面旋涂厚度为O. 5-10nm的活性层，然后干燥处理；S3、在活性层表面蒸镀厚度为O. 5-10nm的电子缓冲层；完后接着蒸镀厚度为80-200nm的阴极层；随后再在阴极层表面蒸镀厚度为I-IOnm的保护层；S4、利用溅射工艺，在保护层表面溅镀厚度为50_200nm的钝化层，最后得到聚合物太阳能电池。上述制备方法的步骤S2中，活性层的材料为溶液体系，其溶剂为甲苯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合物太阳能电池，该电池为层状结构，其特征在于，该层状结构依次为：阳极基底、空穴缓冲层、活性层、电子缓冲层、阴极层、保护层、钝化层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王平，黄辉，陈吉星，
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，
类型：发明
国别省市：
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