【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物太阳能电池
，具体涉及一种基于金属纳米粒子(NPs)掺杂的三端子并联结构聚合物太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
聚合物太阳能电池由于其材料来源广泛、低成本、柔性、可大面积制备等优点成为近年来极具吸引力的研究课题。传统反型聚合物太阳能电池结构由阴极、电子传输层、活性层、空穴传输层和阳极构成。但是一种活性层只能吸收固定波长的太阳光，这样会大大降低光的利用效率。目前研究发现，在活性层中掺杂金属纳米粒子后，纳米粒子局域表面等离激元增强效应增强了活性层的光吸收能力，增加了器件中光激子的生成，从而提升了器件光电流，提高了对于太阳光的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于金属纳米粒子掺杂的三端子并联(所谓三端子并联即有三个电极，采用共阳极、双阴极的并联结构)结构聚合物太阳能电池及其制备方法，通过将活性层吸收光范围互补的两个子电池组成并联结构，并且在每个子电池的活性层中掺杂金属纳米粒子，利用金属纳米粒子附近的等离子增强效应提高太阳能电池对于太阳光的利用率，从而提高太阳能电池的性能。本专利技术所制备的聚合物太阳能电池，从下至上，依次为:作为...
【技术保护点】
一种基于金属纳米粒子掺杂的三端子并联聚合物太阳能电池，其特征在于：从下至上，依次由作为衬底和阴极的ITO导电玻璃、TiO2电子传输层、PSBTBT:PC70BM:NPs活性层、MoO3空穴传输层、Ag阳极、WO3空穴传输层、P3HT:PC70BM:NPs活性层、LiF电子传输层和Al阴极组成，P3HT:PC70BM:NPs活性层的质量比为1：1：0.02～0.05，其中NPs代表Au或Ag纳米粒子。
【技术特征摘要】
1.一种基于金属纳米粒子掺杂的三端子并联聚合物太阳能电池，其特征在于:从下至上，依次由作为衬底和阴极的ITO导电玻璃、TiO2电子传输层、PSBTBTIPC70BM:NPs活性层、MoO3空穴传输层、Ag阳极、WO3空穴传输层、P3HT = PC7tlBM: NPs活性层、LiF电子传输层和Al阴极组成，P3HT:PC70BM:NPs活性层的质量比为1:1:0.02 0.05，其中NPs代表Au或Ag纳米粒子。2.如权利要求1所述的一种基于金属纳米粒子掺杂的三端子并联聚合物太阳能电池，其特征在于:ΙΤ0阴极层的厚度为50 lOOnm，TiO2电子传输层的厚度为25 50nm，PSBTBT:PC70BM: NPs活性层的厚度为200 300nm，Mo03空穴传输层的厚度为3 5nm，Ag阳极的厚度为80 120nm,LiF电子传输层的厚度为I 3nm,Al阴极的厚度为70 llOnm。3.—种权利要求1所述的基于金属纳米粒子掺杂的三端子并联聚合物太阳能电池的制备方法，其步骤如下: 1)将ITO导电玻璃放入烧杯中，分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗20 30min，清洗后用氮气吹干，放入培养皿中； 2)室温下将10 20ml的钛酸四丁酯滴加到90 IOOml的无水乙醇中，再滴加10 20ml的冰乙酸，磁力搅拌30 40min，得到均匀透明的淡黄色溶液；然后加入10 20ml的乙酰丙酮，搅拌20 30min,再将10 20ml去离子水以2 4ml/min的速率缓慢滴加到上述溶液中，继续搅拌I 2h，得到均匀透明淡黄色的TiO2溶胶，放置陈化6 8h ;将陈化后的TiO2溶胶旋涂在步骤I)得到的ITO导电玻璃表面制备TiO2薄膜，旋涂速度为3000 5000rpm ;然后将带有TiO2薄膜的ITO导电玻璃放入马弗炉中，在450 600°C条件下焙烧2 3h，随后关闭电源让炉内自然降温10 12h，即可在ITO导电玻璃上制得TiO2薄膜，薄膜的厚度为30 50nm ； 3)室温条件下，将给体材料PSBTBT与受体材料PC7tlBM按照质量比1:1混合后溶于聚合物溶剂二氯苯中，配置成15 20mg/mL的溶液，之后掺入NPs的溶液，PSBTBT = PC7tlBM:NPs的质量比为1:1:0.02 0.05，在600 IOOOrpm的搅拌速度下搅拌24 48h，即可配置成PSBTBT: PC70BM: NPs 的混合溶液； 4)在TiO2薄膜上旋涂PSBTBT:PC7tlBM: NPs混合溶液，转速为800 1200rpm ;然后，将样品放入充满氩气的手套箱中，在热台上以100 120°C退火10 30min，从而在TiO2薄膜上制得PSBTBT: PC7tlB...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭文滨，武健，阮圣平，沈亮，刘彩霞，董玮，张歆东，周敬然，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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