聚合物太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚合物太阳能电池及其制备方法。该聚合物太阳能电池包括：衬底；透明导电电极，形成于衬底上；空穴传输层，形成于透明导电电极上，其内镶嵌金属纳米颗粒；光敏层，形成于空穴传输层上；电子传输层，形成于光敏层上，其内含金属纳米颗粒；以及两金属电极，分别形成于透明导电电极和电子传输层上。本发明专利技术将金属纳米颗粒同时置于空穴传输层以及ZnO电子传输层中，光敏层上下表面的金属纳米颗粒均可以产生近场增强作用，克服单一结构中近场增强作用距离远小于光敏层厚度的不足，从而有利于提高光敏层的光吸收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能
，尤其涉及一种。
技术介绍
近几年来，有机聚合物太阳能电池由于其重量轻、成本低、制备简单及可制备成柔性器件等优点，已经成为国内外科学工作者研究的焦点，越来越多的工作者致力于聚合物太阳能电池相关材料和器件工艺的研究。受限于聚合物材料低的载流子迁移率，聚合物太阳电池光敏层的厚度通常较薄，有相当部分入射光不能被光敏层吸收。通过近场增强效应和光散射作用，金属纳米颗粒表面等离激元可增强光敏层对太阳光的吸收，从而提高聚合物太阳电池的光电转换效率。近年来，金属表面等离激元作为一种陷光结构，用于提高太阳电池光吸收的研究受到国内外科研界和产业界的普遍重视。不同的金属纳米颗粒由于其自由电子密度不同，其表面等离激元共振峰的峰位不同，可应用到不同的材料的太阳能电池中。将金属表面等离激元陷光结构应用到有机聚合物太阳能电池中，其主要通过近场增强和光散射两种机制作用于太阳能电池。金属纳米颗粒近场增强的作用范围大约为几十纳米，而受限于聚合物材料低的载流子迁移率，聚合物太阳电池光敏层的厚度通常较薄，例如为100-110纳米，近场增强作用的范围均不到光敏层厚度的一半，金属纳米颗粒的近场增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物太阳能电池，其特征在于，包括：衬底；透明导电电极，形成于所述衬底上；空穴传输层，形成于所述透明导电电极上，其内镶嵌金属纳米颗粒；光敏层，形成于所述空穴传输层上；电子传输层，形成于所述光敏层上，其内含金属纳米颗粒；以及两金属电极，分别形成于所述透明导电电极和所述电子传输层上。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物太阳能电池，其特征在于，包括: 衬底； 透明导电电极，形成于所述衬底上； 空穴传输层，形成于所述透明导电电极上，其内镶嵌金属纳米颗粒； 光敏层，形成于所述空穴传输层上； 电子传输层，形成于所述光敏层上，其内含金属纳米颗粒；以及 两金属电极，分别形成于 所述透明导电电极和所述电子传输层上。2.根据权利要求1所述的聚合物太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层与电子传输层中金属纳米颗粒的材料选自于以下材料中的一种:金、银和铝。3.根据权利要求2所述的聚合物太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的厚度介于35纳米至45纳米之间，其内镶嵌直径为10-60纳米的金属纳米颗粒，其面密度介于1\108至2父1070112之间。4.根据权利要求2所述的聚合物太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的厚度介于30纳米至40纳米之间，其内含直径10-30纳米的金属纳米颗粒，其面密度介于I X IO8至2X109/cm2 之间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物太阳能电池，其特征在于: 所述空穴传输层的材料为PEDOT:PSS共混膜； 所述电子传输层的材料选自于以下材料中的一种:ZnO、Ti02、Mo03 ； 所述透明导电电极的材料选自于以下材料中的一种:IT0、AZ0、FT0 ； 所述光敏层的材料选自于以下材料中的一种:P3HT:PCBM共混膜、P3HT-1CBA共混膜、PEH: PPV-PCBM 共混膜、PCDTBT-PCBM 共混膜。6.一种聚合物太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括: 在衬底上生长透明导电电极； 在所述透明导电电极上生长金属纳米颗粒； 在所述透明导电电极上生长空穴传...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴旺，高红丽，谭海仁，尹志岗，吴金良，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：