本发明专利技术属于太阳能电池领域，其公开了一种聚合物太阳能电池，该电池为层状结构，该层状结构依次包括：阳极基底、空穴缓冲层、活性层、连接层、电子缓冲层、阴极层，且连接层为n型掺杂层-金属层-p型掺杂层结构。本发明专利技术的聚合物太阳能电池，两个电池的活性层可以尽可能的捕获更多的太阳光，从而产生更多的电子和空穴，而连接两电池的连接层为n掺杂层-金属层-p掺杂层的结构，n型掺杂和p掺杂型可以提高电池的导电性，使空穴和电子的注入效率得到提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种串联式的聚合物太阳能电池。本专利技术还涉及该聚合物太阳能电池的制备方法。
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C6tl (即60个碳原子有机物)的衍生物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/cm2430nm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。目前的聚合物太阳能电池一般都是单个器件的结构，光电转换效率都不高，活性层对太阳光的吸收有限，不能从根本上提高器件对太阳光的利用，制约了效率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能量转换率较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，该聚合物太阳能电池为层状结构，且该层状结构依次包括阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、连接层、第二活性层、电子缓冲层、阴极层，即该电池的结构依次为阳极基底/空穴缓冲层/活性层/连接层/电子缓冲层/阴极层，且所述连接层为η型掺杂层-金属层-P型掺杂层结构。所述连接层将该太阳能电池分成两个电池单元，即阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、η型掺杂层-金属层构成第一电池单兀，且阳极基底和金属层分别作为该第一电池单元的阳极和阴极；金属层-P型掺杂层、第二活性层、电子缓冲层、阴极层构成第二电池单元，且金属层和阴极层分别作为该第二电池单元的阳极和阴极；第一电池单元与第二电池单元通过金属层形成串联式的聚合物太阳能电池。上述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)或掺铝的化锌玻璃(AZO)；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，即PEDOT: PSS混合物；第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩(P3HT)、聚[2-甲氧基_5_(3，7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯](MDMO-PPV)或聚(MEH-PPV)与C6tl的衍生物(PCBM)混合后形成的混合物，即P3HT:PCBM、MDMO-PPV:PCBM 或者 MEH-PPV:PCBM ;其中，P3HT PCBM 的质量比控制在 I O. 8-1 I 的范围，MDMO-PPV PCBM或者MEH-PPV PCBM的质量比分别控制在I : 1_1 4的范围；所述连接层中,所述η型掺杂层的材料为2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-I,3，4-噁二唑(PBD)、4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(Bphen)、1，2，4-三唑衍生物(如TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBI)掺杂氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)或氯化铯(CsCl)所形成的混合物；所述P型掺杂层的材料为1，I- 二 苯基]环己烷(TAPC)、N，N’- 二(3-甲基苯基)-N，N’- 二苯基-4，4’ -联苯二胺(TPD)、4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)或N，N，_(1-萘基)44’ - 二苯基-4，4’ -联苯二胺(NPB)掺杂三氧化钥(MoO3)、三氧化钨(WO3)或五氧化二钒(V2O5)所形成的混合物；所述金属层的材料为铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钼(Pt)；电子缓冲层的材料为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)或氯化铯(CsCl)；阴极层的材料为金属材料，如，铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钼(Pt)。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，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，清洗干净后于功率10-50W下，对其进行氧等离子处理5-15min，或UV-臭氧处理5 20min ；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80-300nm的第一活性层，然后干燥处理；S3、在第一活性层表面蒸镀厚度为20-80nm的η型掺杂层，接着在η型掺杂层表面蒸镀厚度为10-50nm的金属层，随后在金属层表面蒸镀厚度为10 60nm的p型掺杂层,形成结构为η型掺杂层-金属层-P型掺杂层的连接层；S4、在连接层表面旋涂厚度为80_300nm的第二活性层，然后干燥处理；S5、在二活性层表面蒸镀厚度为O. 5-10nm的电子缓冲层，接着在电子缓冲层表面蒸镀厚度为50-300nm的阴极层，最后制得聚合物太阳能电池。本专利技术的聚合物太阳能电池，两个电池单元的活性层可以尽可能的捕获更多的太阳光，从而产生更多的电子和空穴，而连接两电池的连接层为η掺杂层-金属层-P掺杂层的结构，η型惨杂和P惨杂型可以提闻电池的导电性，使空穴和电子的注入效率得到提闻；而中间的金属层则可以有效的阻挡P型和η型掺杂之间材料的扩散，避免了掺杂的失效。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/Li2CO3:Bphen/Ag/Mo03:TAPC/P3HT:PCBM/LiF/Al 与对比例电池ΙΤ0 基底 /PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/Al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，该聚合物太阳能电池为层状结构，且该层状结构依次为阳极基底11、空穴缓冲层12、第一活性层13、连接层14、第二活性层15、电子缓冲层16、阴极层17，即该电池的结构为阳极基底11/空穴缓冲层12/第一活性·层13/连接层14/第二活性层15/电子缓冲层16/阴极层17，且所述连接层14为η型掺杂本文档来自技高网...
【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，该层状结构依次包括：阳极基底、空穴缓冲层、第一活性层、连接层、第二活性层、电子缓冲层、阴极层；所述连接层为n型掺杂层？金属层？p型掺杂层结构。
【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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