一种有机薄膜太阳能电池及其制备方法技术

技术编号:9695974 阅读:121 留言:0更新日期:2014-02-21 03:31
本发明专利技术公开了一种有机薄膜太阳能电池及其制备方法,该太阳能电池结构从下到上依次为衬底、透明导电阳极ITO、阳极缓冲层、光活性层、阴极缓冲层和金属阴极,所述光活性层中掺有质量比为0.03-6%的紫外敏感胶;所述紫外敏感胶为自由基型紫外敏感胶和阳离子型紫外敏感胶的混合体系。本发明专利技术解决了有机薄膜太阳能电池的阳极缓冲层与光活性层之间附着性差的问题,增加了阳极缓冲层与光活性层之间的界面匹配性,同时改善了器件的耐高低温特性,特别是耐高温能力,提高了器件的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机聚合物光伏器件或有机半导体薄膜太阳能电池领域,具体涉及。
技术介绍
能源紧缺和环境恶化等问题已经成为人类生存和发展所面临的重要问题。人类过度开发有限的不可再生能源,使人类目前所依赖的传统能源如煤炭、石油和天然气等出现资源枯竭,并由此产生的全球能源争夺战日益进入白热化阶段。众所周知,清洁能源的种类有风能、水能、地热能和太阳能等,但前三者受限于地域或开发成本,目前并未大面积推广使用。而太阳能占有地球总能量的99%以上,并且没有污染,成为科学家开发和利用的新能源之一。虽然硅单晶太阳能电池能量转换效率很高并且技术较为成熟,但其加工工艺非常复杂,材料要求苛刻且不易进行大面积柔性加工,以及某些材料具有毒性使制备成本居高不下。有机薄膜太阳能电池以其材料合成容易,原料来源广泛、制作工艺简单且成本低廉、耗能少、可制作柔性器件以及易于大规模生产等优势,获得了科学家的高度重视和浓厚兴趣。通过近年来的发展,有机薄膜太阳能电池的能量转换效率有了突飞猛进的提高,不断接近15%的实用化的水平。然而有机薄膜太阳能电池的使用寿命偏低,一直是阻碍其市场化发展的瓶颈。由于现实使用环境的复杂,有机薄膜太阳能器件需要有很好的耐高低温特性和耐水氧特性,甚至对于柔性器件来说的弯曲、弯折特性。阳极缓冲层与光活性层的界面失配,是器件稳定性差的众多原因之一。由于通常采用的PEDOT =PSS阳极缓冲层是亲水性的,而光活性层通常是疏水性的,导致了阳极缓冲层与光活性层结合力差,受热或受冷使界面应力发生变化时极易发生脱离、剥落的现象,使器件性能迅速衰减。如何解决阳极缓冲层与光活性层界面的附着力问题,对增加有机薄膜太阳能电池的工作稳定性、提高器件的寿命起着十分重要的作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是如何提供,目的是解决有机薄膜太阳能电池的阳极缓冲层与光活性层之间附着性差的问题,增加阳极缓冲层与光活性层之间的界面匹配性,同时改善有机薄膜太阳能电池的耐高低温特性,特别是耐高温能力,提高有机薄膜太阳能电池的工作寿命。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种有机薄膜太阳能电池,其特征在于,该太阳能电池结构从下到上依次为衬底、透明导电阳极IT0、阳极缓冲层、光活性层、阴极缓冲层和金属阴极,所述光活性层中掺有质量比为0.03-6%的紫外敏感胶;所述紫外敏感胶为自由基型紫外敏感胶和阳离子型紫外敏感胶的混合体系。进一步地,所述自由基型紫外敏感胶原料包括97-99.5%的基础树脂、0.2-1%的单体、0.1-1%的光引发剂和0.2-2%的光敏剂以及助剂;所述阳离子型紫外敏感胶原料包括97-99.5%的阳离子单体、0.4-2%的稀释剂和0.1-2%的阳离子光引发剂。进一步地,所述基础树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂和多硫醇-多烯体系;所述单体包括苯乙烯及其衍生物、单官能团或多官能团丙烯酸酯;所述光引发剂包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚和乙酰苯衍生物;光敏剂包括二苯甲酮、硫杂蒽醌和米蚩酮;助剂包括增塑剂、触变剂、填充剂、防静电剂、阻燃剂和偶联剂;所述阳离子单体包括环氧树脂或改性环氧树脂或含氟以及不含氟的混合树脂或者脂肪族和双酚D-型混合环氧树脂;所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂以及环醚、环内酯、乙烯基醚单体作为光固化树脂的稀释剂;所述阳离子光引发剂有二芳基碘鎗盐、三芳基碘鎗盐、二芳基硫鐵盐、二芳基砸鐵盐。进一步地,所述丙烯酸系树脂包括聚酯-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯。进一步地,所述多硫醇-多烯体系为下列结构式的物质:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种有机薄膜太阳能电池,其特征在于,该太阳能电池结构从下到上依次为衬底(1)、透明导电阳极ITO(2)、阳极缓冲层(3)、光活性层(4)、阴极缓冲层(5)和金属阴极(6),所述光活性层(4)中掺有质量比为0.03?6?%的紫外敏感胶;所述紫外敏感胶为自由基型紫外敏感胶和阳离子型紫外敏感胶的混合体系。

【技术特征摘要】
1.一种有机薄膜太阳能电池,其特征在于,该太阳能电池结构从下到上依次为衬底(I)、透明导电阳极IT0(2)、阳极缓冲层(3)、光活性层(4)、阴极缓冲层(5)和金属阴极(6),所述光活性层(4)中掺有质量比为0.03-6 %的紫外敏感胶;所述紫外敏感胶为自由基型紫外敏感胶和阳离子型紫外敏感胶的混合体系。2.根据权利要求1所述的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述自由基型紫外敏感胶原料包括97-99.5 %的基础树脂、0.2-1 %的单体、0.1-1 %的光引发剂和0.2-2 %的光敏剂以及助剂;所述阳离子型紫外敏感胶原料包括97-99.5 %的阳离子单体、0.4-2 %的稀释剂和0.1-2 %的阳离子光引发剂。3.根据权利要求2所述的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述基础树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂和多硫醇-多烯体系;所述单体包括苯乙烯及其衍生物、单官能团或多官能团丙烯酸酯;所述光引发剂包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚和乙酰苯衍生物;光敏剂包括二苯甲酮、硫杂蒽醌和米蚩酮;助剂包括增塑剂、触变剂、填充剂、防静电剂、阻燃剂和偶联剂;所述阳离子单体包括环氧树脂或改性环氧树脂或含氟以及不含氟的混合树脂或者脂肪族和双酚D-型混合环氧树脂;所述稀释剂包括活性环氧树脂稀释剂以及环醚、环内酯、乙烯基醚单体作为光固化树脂的稀释剂;所述阳离子光引发剂有二芳基碘鎗盐、三芳基碘鎗盐、三芳基硫鎗盐、三芳基硒鎗盐。4.根据权利要求3所述的有机薄膜太阳能电池,其特征在于,所述丙烯酸系树脂包括聚酯-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯。5.根据权利要求4所述的有机薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员:于军胜王煦李杰王瀚雨
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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