太阳能电池器件及其制备方法技术

一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与6,6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括二氧化钛、酞菁化合物及空穴传输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁锌、酞菁镁及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传输材料选自1，1-二[4-[N，N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺及N，N’-（1-萘基）-N，N’-二苯基-4,4’-联苯二胺中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与6,6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括二氧化钛、酞菁化合物及空穴传输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁锌、酞菁镁及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传输材料选自1，1-二苯基]环己烷、4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺及N，N’-（1-萘基）-N，N’-二苯基-4,4’-联苯二胺中的至少一种。该太阳能电池器件的能量转换效率较高。此外，还提供了一种太阳能电池器件的制备方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
太阳能电池器件由于具有廉价、清洁、可再生等优点而得到了广泛的应用。目前常 用的太阳能电池器件结构包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、电子缓冲层及阴 极。第一活性层的激子分离产生空穴和电子后，空穴到达阳极，电子到达阴极，从而被电极 收集，形成有效的能量转换。目前，传统的太阳能电池的能量转换效率较低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能量转换效率较高的。 一种太阳能电池器件，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第 二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3-己基噻吩与 6, 6-苯基-C61-丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括二氧化钛、酞菁化合物及空穴传 输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁锌、酞菁镁及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传 输材料选自1，1-二苯基]环己烧、4, 4'，4' ' -三（咔 唑-9-基）三苯胺及Ν，Ν' - (1-萘基）-N，Ν' -二苯基-4, 4' -联苯二胺中的至少一种。 在优选的实施例中，所述中间层的厚度为20nm?50nm。 在优选的实施例中，所述中间层中所述二氧化钛、酞菁化合物及空穴传输材料的 质量比为 〇· 01:1:2 ?0· 1:1:10。 在优选的实施例中，所述空穴缓冲层的材料为聚3, 4-二氧乙烯噻吩与聚苯磺酸 盐的混合物。 在优选的实施例中，所述第一活性层及第二活性层中所述聚3-己基噻吩与所述 6, 6-苯基-C61_ 丁酸甲酯的质量比为1:0. 5?1:4。 一种太阳能电池器件的制备方法，包括以下步骤： 在阳极表面上旋涂制备空穴缓冲层； 在所述空穴缓冲层上旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-c61-丁酸甲酯的溶液， 形成第一活性层； 将含有中间层材料的悬浮液旋涂在所述第一活性层表面制备中间层，所述中间层 材料包括二氧化钛、酞菁化合物及空穴传输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁锌、酞 菁镁及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传输材料选自1，1_二苯基]环己烷、4, 4'，4' ' -三（咔唑-9-基）三苯胺及Ν，Ν' - (1-萘基）-Ν，Ν' -二 苯基-4, 4' -联苯二胺中的至少一种； 在所述中间层表面旋涂含有聚3-己基噻吩及6, 6-苯基-c61-丁酸甲酯的溶液，形 成第二活性层；及 在所述第二活性层的表面依次蒸镀制备电子缓冲层及阴极。 在优选的实施例中，所述中间层中所述二氧化钛、酞菁化合物及空穴传输材料的 质量比为 〇· 01:1:2 ?0· 1:1:10。 在优选的实施例中，所述中间层的厚度为20nm?50nm。 在优选的实施例中，所述含有中间层材料的悬浮液中，所述空穴传输材料的浓度 为10mg/ml?30mg/ml ;旋涂制备中间层时，转速为4000rpm?8000rpm，时间为5秒?30 秒。 在优选的实施例中，所述中间层中的二氧化钛为锐钛矿结构。 上述，通过在第一活性层及第二活性层之间制备中 间层，提高太阳能电池器件的第一活性层及第二活性层的光吸收效率，从而提高光电转换 效率；由二氧化钛、酞菁化合物以及空穴传输材料进行掺杂形成中间层，二氧化钛为锐钛矿 结构，比表面积较大，孔隙率高，有利于电子的传输，同时对光有一定的散射作用，可对光进 行散射，使通过第一活性层的光经过散射大部分进入到第二活性层，而酞菁化合物易结晶， 结晶后也可对光进行散射，提高吸收效率，同时，酞菁化合物是空穴传输材料，可进一步提 高空穴传输材料，而加入空穴传输材料之后，空穴传输材料的能级与第二活性层更匹配，空 穴传输材料的能级约为-5. 5?-6. OeV，活性层的给体材料HOMO能级为-5. 4eV?-5. 8eV， 有利于空穴的注入，从而使空穴能够更快的到达中间层，从而提高光电转换效率。 【专利附图】【附图说明】 图1为一实施例的太阳能电池器件的结构示意图； 图2为一实施例的太阳能电池器件的制备方法流程图； 图3为实施例1的太阳能电池器件及传统的太阳能电池器件的电流密度与电压关 系图。 【具体实施方式】 为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中 给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所 描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。 请参阅图1，一实施例的太阳能电池器件100包括依次层叠的阳极10、空穴缓冲层 20、第一活性层30、中间层40、第二活性层50、电子缓冲层60及阴极70。 阳极10为铟锡氧化物玻璃（ΙΤ0)、掺氟的氧化锡玻璃（FT0)，掺铝的氧化锌玻璃 (ΑΖ0)或掺铟的氧化锌玻璃（ΙΖ0)。 空穴缓冲层20形成于阳极10表面。空穴缓冲层20的材料为聚3, 4-二氧乙烯噻 吩（PED0T)与聚苯磺酸钠（PSS)的混合物。其中PED0T与PSS的质量比为2:1?6:1，优选 为3:1。空穴缓冲层20的厚度为20nm?80nm，优选为60nm。 第一活性层30形成于空穴缓冲层20表面。第一活性层30的材料为聚3-己基噻 吩（P3HT)与6, 6-苯基-C6「丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT与PC61BM的质量为 1:0. 5?1:4,优选为1:2。第一活性层30的厚度为100nm?300nm，优选为130nm。 中间层40形成于第一活性层30的表面。中间层40的材料包括二氧化钛（Ti02)、 酞菁化合物及空穴传输材料。二氧化钛（Ti0 2)、酞菁化合物及空穴传输材料均匀混合。二 氧化钛为锐钛矿结构。酞菁化合物选自酞菁铜（CuPc)、酞菁锌（ZnPc)、酞菁镁（MgPc)及酞 菁钒（VPc)中的至少一种。空穴传输材料选自1，1_二 苯基]环己烷（了4?〇、4,4'，4''-三（咔唑-9-基）三苯胺（1'0^)及1^-(1-萘基)，， Ν' -二苯基-4, 4' -联苯二胺（NPB)中的至少一种。中间层40中所述二氧化钛、酞菁化合 物及空穴传输材料的质量比为0.01:1:2?0· 1:1:10。中间层40的厚度为20nm?50nm。 第二活性层50形成于中间层40的表面。第二活性层50的材料为聚3-己基噻 吩（P3HT)与6, 6-苯基-C6「丁酸甲酯（PC61BM)的混合物。其中P3HT与PC61BM的质量为 1:0. 5?1:4优选为1:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池器件，其特征在于，包括依次层叠的阳极、空穴缓冲层、第一活性层、中间层、第二活性层、电子缓冲层及阴极，所述第一活性层和第二活性层的材料为聚3‑己基噻吩与6,6‑苯基‑C61‑丁酸甲酯的混合物，所述中间层的材料包括二氧化钛、酞菁化合物及空穴传输材料，所述酞菁化合物选自酞菁铜、酞菁锌、酞菁镁及酞菁钒中的至少一种，所述空穴传输材料选自1，1‑二[4‑[N，N′‑二(p‑甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4',4''‑三(咔唑‑9‑基)三苯胺及N，N’‑（1‑萘基）‑N，N’‑二苯基‑4,4’‑联苯二胺中的至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，黄辉，陈吉星，王平，
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，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44